考虑螺距时有限长超导螺线管电流磁场的分布

应用数值模拟方法，分析了疏松型超导螺线管电流轴线外的磁场与螺距、长宽比、管内位置的变化关系。计算结果表明，当螺距较大时，其磁场分布与密绕螺线管电流的磁场（均匀磁场）分布相差很大，磁场在空间各个方向都有分量，螺距越大，长宽比越小，垂直于轴线方向的磁场分量越大；但当螺距较小，长宽比较大或距螺线管中心较近处，磁场几乎与密绕螺线管电流产生的磁场相当，可用密绕螺线管电流轴线上磁场的简单公式来近似。     

密绕椭圆截面螺线管轴线上的磁场

应用数值模拟方法，求解密绕椭圆截面螺线管轴线上的磁场，并分析了磁场与长短轴、管内轴线上位置的关系．计算结果表明，其磁场分布与密绕回截面螺线管电流的磁场分布相差很大，磁场在空间各个方向都有分量，长宽比越小，垂直于轴线方向的磁场分量越大；长宽比较大或距螺线管中心较近处，磁场几乎与密绕回截面螺线管电流产生的磁场相当，可用密绕回截面螺线管电流轴线上磁场的简单公式来近似．     

量子磁盘表面磁场分布模拟

量子磁盘由于记录点尺寸很小,用常规的磁场测量方法无法对其表面磁场分布数值图进行测试。为了证实量子磁盘的可行性,该文对量子磁盘表面的磁场分布用有限元软件进行模拟计算,在假设量子磁盘的磁化方向为水平磁化的前提下,得到了圆形量子点直径为20 nm;量子点间距离为10 nm;方形量子点边长为20 nm,间距为20 nm的情况下量子磁盘的二维表面磁场分布图,证实了其表面磁场分布具有明显的周期性,周期长度为量子点大小加上量子点间距离。并且所得到的磁场分布图为量子磁盘的理论研究提供了一定的参考数据。     

共面波导激励电磁体积力的数值研究

低频微波在共面波导传输线上是以准TEM(Transverse ElectroMagnetic)模的形式传播,其横向分布的电场和磁场相互作用能够激励出沿导带方向的电磁体积力.通过有限元-棱边元法数值分析了不同频率的激励源对共面波导周围场强分布的影响,并研究了处于特定环境下的共面波导周围的电场、磁场以及电磁体积力的分布情况...     

Halbach磁体结构应用于永磁直线同步电机的研究

为提高永磁直线电机的推力，介绍了Halbach磁体结构的基本工作原理，分析了采用Halbach磁体结构的磁体排列方式及磁体的磁化规律.并以一台永磁直线同步电机为例，确定了适合该直线电机的Halbach磁体结构形式，对比分析了不同磁体排列方式的永磁直线同步电机空载运行推力特性.分析结果表明采用Halbach磁体结构不仅可以改善气隙磁场分布、提高永磁直线同步电机的推力，而且可以减小永磁直线同步电动机的推力波动.因此将Halbach磁体结构应用于永磁直线同步电机中与常规永磁体结构的永磁直线同步电机相比具有很大的优越性.     

金属磁记忆检测技术机理模型

研究了铁磁构件在应力和地磁场共同作用下的磁记忆检测机理,从磁记忆的原理出发,根据铁磁材料所具有的自发磁化和磁畴的特点以及磁的产生机制,提出一种新的磁记忆检测技术的机理模型.以此模型为基础,得出试件表面所测得的磁场是缺陷处产生的漏磁场、试件本身感应磁场以及环境磁场矢量叠加的结果,并以矩形槽为例用matlab对磁场进行了仿真,很好的解释了磁记忆检测过程中的现象.     

矩形永磁体三维空间力场分布

为了解决矩形永磁体的空间力场分布问题,采用理论分析和数值分析相结合的方法,得到了2个由任意多个偶极子组成的偶极子组之间相互作用时力和力偶的表达式.结果表明:推导出的矩形永磁体空间力场解析式可准确表达任意尺寸、任意位置2块相斥的矩形永磁体相互作用时空间力场分布形态,该结果可为永磁体的实际工程应用和磁轨磁场的控制提供理论依据.     

水下铁磁体近场地磁磁异常的有限元分析

考虑铁磁体的几何特征与去磁效应,将空间磁场对铁磁体磁化产生的感生磁场等效为薄层直流电环磁场,并用积分方程法推导出磁场中各个点的磁场矢量强度,获得了磁异常检测简化模型,并进一步利用有限元仿真分析了该磁异常场空间分布规律。最后验证了该模型的有效性。结果表明：可以通过圆柱铁磁体退磁系数、相对磁导率和空间磁化磁场大小计算等效薄层电流环的电流方向和大小,为水下圆柱铁磁体的近场地磁磁异常探测建模与分析提供了一种新方法。     

磁场退火炉的计算与设计

根据实验要求设计并制作了磁场退火炉.其中的磁体装置能够提供较高磁场,通过计算和实际测量证明了该装置的可靠性.     

含缺陷高温超导带材的磁化和力学特性分析

为了分析缺陷对带材磁化及力学性能的影响,基于Bean临界态模型和最小磁能泛函方法,研究了含不同类型缺陷高温超导带材的电磁特性,数值模拟了磁化过程中高温超导带材的应力分布和磁致伸缩行为.研究结果表明:当缺陷偏离带材几何中心时,磁化强度出现水平分量;电磁体力使超导带材发生磁致伸缩;最大应力出现在缺陷附近,当缺陷在带材表面时,最大拉应力出现在外磁场下降阶段;当缺陷位于带材内部时,最大拉应力出现在外磁场最大时刻.根据分析结果可知,垂直磁场中的高温超导带材,其磁化及力学性能受缺陷尺寸和位置影响较大.     

空心式永磁直线伺服电机气隙磁场及推力分析

通过解析法和有限元法对双边空心式永磁直线伺服电机的磁场和推力特性进行了分析.采用等效磁化强度法,将永磁体等效为磁化强度分布函数,建立磁场向量磁位的微分方程组并采用分离变量法进行求解,推导出磁通密度的解析公式.同时采用Ansoft Maxwell软件对电机磁场进行了有限元分析,结果证明磁通密度解析公式是准确的.针对5极/3线圈短距绕组结构的电机,推导出电机动态推力的解析公式,解析法推力计算结果与有限元法计算结果的相对误差为3.28%,证明推力解析公式是准确的.推力解析公式表明,当电机电枢电流为正弦电流时,电机推力仅含有6倍频的谐波分量,且推力波动小.气隙磁场和推力解析公式有助于分析电机磁场分布和推力波动情况,为电机优化设计提供基础.     

基于场路耦合时步有限元法的高速无轴承永磁同步电机电磁分析

无轴承永磁同步电机气隙磁场谐波关系复杂,难以实现高速悬浮运行.在分析其悬浮控制机理基础上,研究了静态气隙磁场分布,采用傅里叶变换,比较了不同永磁体磁化方式下的气隙磁密和高次谐波,得出永磁体采用分块结构消除高次谐波的实际效果;基于参数化有限元法,计算了悬浮力随悬浮绕组电流变化关系;对于瞬态磁场,采用场路耦合时步有限元法对转速为12 000 r/min,输出功率为4.3 kW的无轴承永磁同步电机进行瞬态分析,计算了定子绕组空载反电动势波形,并验证了无轴承永磁同步电机悬浮控制机理.结合实验数据,验证了理论分析的正确性和有效性.     

Mechanism of hybrid-magnetic-circuit multi-couple motor

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永磁转子偏转式三自由度电机建模与结构分析

针对以往研究中单层结构永磁转子三自由度电机转矩特性的不足,提出一种新型永磁"蝶形"转子偏转式三自由度运动电机,采用球坐标系下分离变量法和洛伦兹力法分别对电机气隙磁场和转矩进行解析建模,确定气隙磁场空间谐波含量和结构参数对基波磁通密度和转矩幅值的影响,同时进行三维有限元仿真分析.通过研究两种计算方法下气隙磁场、自转和偏转转矩的特点及规律,并进行对比分析.结果表明:"蝶形"永磁转子结构的气隙磁通密度分布和转矩特性优于单层结构,气隙磁通密度径向分量空间分布近似平顶波,转子中间层磁极的气隙磁通密度幅值最大,解析法与有限元法的计算误差均小于6.7%.     

永磁电器磁场的研究

介绍了国内、外永磁材料在电器中的应用情况，探讨了在磁场计算中永磁材料的等效数学模型，给出了含有永磁材料在内的磁场方程和能量泛函．并进行了实例计算．     

Φ273管道的电磁励磁仿真模型分析与实验方法

针对永磁磁路优化及仿真模型不准确的问题,提出了一种以直流电磁铁为励磁源的仿真模型,分析在不同磁路特征下直流电磁励磁的磁化效果.利用COMSOL有限元分析软件建立Φ273管道电磁励磁模型,对管道缺陷特性进行分析.搭建Φ273管道漏磁内检测永磁励磁实验平台.结果表明:直流电磁铁与永磁体作为励磁源具有相同的磁场特性,电磁励磁仿真模型可以准确描述永磁磁路,为永磁磁路的优化设计及直流电磁励磁在管道缺陷检测的工程应用提供理论依据.     

永磁偏置的磁力轴承的研究

对永久磁铁产生的偏置磁场进行了分析，并将永久磁铁产生的磁力与电磁铁产生的磁力进行对比；分析了永磁偏置磁力轴承的结构，为永磁偏置磁力轴承的工程实用做了理论基础工作．     

型面电解加工复合磁场试验研究

针对复杂型面电解加工流场设计难的问题,根据磁场和电场相互作用的原理,在电解加工装置中安置磁路,使磁场作用于作为导电介质和反应介质电解加工间隙中的流体,影响间隙中离子的分布,进而影响流场,以简化流场设计.为了提高电解加工间隙的实际磁感应强度,在夹具和阴极中的磁铁两头安置轭铁;同时分别采用磁感应强度不同的铁氧体和钕铁硼,以修正零件两头与中部流场的差异.试验表明磁场配置对减轻型面的杂散腐蚀有一定影响.     

矿用在役提升钢丝绳径向永磁环组合的励磁结构设计

针对矿用在役钢丝绳由于摆振等原因导致的磁化不均匀问题,提出了一种径向永磁环组合励磁结构。首先,根据毕奥-萨伐尔定律对永磁环磁场分布进行了理论建模。然后,从理论上分析了影响励磁结构的磁场分布的关键参数及对其磁场分布的影响规律,为励磁结构参数设定奠定了理论基础。最后,运用优化后的轴向永磁环组合和径向永磁环组合励磁结构,对钢丝绳正常与摆振运行下的均匀磁化效果进行了仿真对比分析,结果表明：本文提出的径向永磁环组合励磁结构和同体积轴向永磁环组合的励磁结构磁化效果相当,但更容易安装更换传感器和聚磁器,简化了磁化器,且摆振扰动对钢丝绳的均匀磁化影响较小。本研究为矿用在役提升钢丝绳损伤定量评价奠定了良好基础,对有效预防提升钢丝绳断裂事故的发生具有重要意义。