一种电容储能器脉冲磁场的设计及仿真分析

为开展高功率微波源单次试验,设计了一满足二极管和速调管研究需要的电容器储能脉冲磁场系统,并介绍了其设计原理,进行了相应的计算机辅助设计,系统储能电容1 mF,螺管线圈分3段共长1. 1 m。有限元仿真软件的仿真结果与设计基本吻合。磁感应强度最大达1. 5 T,轴向均匀度达90%,径向均匀度达99%。     

空芯螺管型超导储能磁体的优化设计方法

微、小型超导储能系统由于运行操作灵活性和制造工艺简单而在电力系统中具有广泛的应用前景。作为超导储能系统的关键部件,储能超导磁体的优化设计,不仅应从技术上保证超导储能系统运行的安全可靠性,而且应能最大限度地降低制造成本。本文针对超导储能磁体系统的基本组成单元－螺管型超导磁体,从磁体绕组的基本参数如绕组厚度、径高比的变化出发,分析了螺管型储能超导磁体的储能效率,提出了螺管型超导储能磁体的优化设计方法。     

磁管电磁系统与分段磁势电磁系统

双E、双U、螺管等型式电磁系统,是将自己衔铁插入自己线圈内部的电磁系统.将它们的线圈磁势分段,便于构成磁路计算的等值磁路.     

螺管式感应屏蔽超导储能系统的研究

感应屏蔽式超导储能是一种新的方式,可以克服超导磁体在脉冲工作状态下的一些运行上的难题。本工作是将环形磁体中的概念引伸到容易加工的螺管磁体系统。给出了这种系统的结构、设计原则和分析计算方法。提出了优化设计中合适的目标函数,可以在计算机少量储存和少用机时的情况下,达到较高的精确度。根据文中建设的原则和设计方法建立了实验磁体系统,实验结果与分析计算结果吻合较好,这就进一步证实了该系统的可行性与现实性。     

电动汽车无线充电系统辐射及屏蔽问题研究

电动汽车无线充电技术因为具有便捷、智能等优势越来越受到关注,但其辐射过高等安全性问题仍有待解决。为研究电动汽车无线充电系统工作时辐射的分布及屏蔽问题,首先推导了串串型无线充电系统输出功率表达式,以及发射线圈和接收线圈电流的表达式,并通过MATLAB编程计算了在特定功率下发射线圈和接收线圈电流值。其次通过MATLAB/Simulink搭建上述无线充电系统模型,并得到发射线圈和接收线圈的电流仿真值,验证理论结果的正确性;以上述电流值修正结果为激励,搭建ANSYS Maxwell模型并仿真有无底盘屏蔽层存在时系统的参数差异,总结了底盘屏蔽层对系统的影响;最后,设计了新型屏蔽层,并通过仿真验证了新型屏蔽层的屏蔽效果。     

高电流密度超导储能磁体的研制

分析了不同结构超导储能磁体的特点,针对储能量为MJ量级的超导储能磁体计算了漏磁场分布和超导材料的利用率,提出了储能为1 MJ的单螺管型超导储能磁体的设计方案。采用窄液氦通道技术,利用多芯NbTi/Cu复合超导线,研制了储能量为1 MJ的紧凑型超导储能磁体。磁体内径为439 mm,外径为600 mm,高为550 mm。在运行电流为305A时,磁体的最大磁场为4.9 T,中心磁场为4 T。对超导磁体的试验结果表明,磁体的最大运行电流为303 A,放电功率为100 kW。研制的超导储能磁体可作为恒压/恒功率放电的不间断电源的关键部件。     

由复合屏蔽层构成的电动汽车无线充电磁耦合器

磁耦合器作为无线充电系统的核心部件,由能量发射线圈、能量接收线圈和电磁屏蔽层组成。目前在屏蔽层中使用大量的铁氧体和铝材以增强系统的耦合性能并且减少电磁泄漏,这造成了磁耦合器体积大、重量重、成本高,另外铁氧体还存在着易碎易饱和等问题,严重制约了电动汽车无线充电技术的推广和应用。为了解决上述问题,提出了一种由铁基纳米晶带材、铁氧体和铝箔构成的复合屏蔽层,在详细分析纳米晶带材特性的基础上,给出了纳米晶带材的前置处理工艺,利用Maxwell等仿真软件,从线圈静态参数的对比、铁氧体饱和状态的改善以及屏蔽效能和抗偏移能力等多方面阐述了复合屏蔽层的优势。最终搭建实验平台并加以验证。     

罗氏线圈与隧道磁阻复合的电流测试方法

针对车载微电网中电流频率成分丰富和电磁环境复杂的环境特征,为了实现车载微电网电流测试的问题,利用隧道磁 阻传感器低频特性好和罗氏线圈中高频特性好的优点,研究了罗氏线圈与隧道磁阻复合的全封闭式电流测试方法。 采用 Ansoft Maxwell 对屏蔽壳体的屏蔽效能进行了仿真分析,利用罗氏线圈和隧道磁阻传感器进行工频测试实验,并以钳形电流探 头作为基准完成标定,将标定后的传感器及测试系统进行微电网储能并/ 离网过程中的尖峰脉冲电流测试实验,进行了数据复 合处理。 实验结果表明,复合后的电流测试信号与钳形电流探头测量信号一致性好,特别是尖峰处误差减小,复合后脉冲电流 峰值相对误差减少到 3. 67%。 罗氏线圈与隧道磁阻两种传感器数据复合的电流测试方法对于装备的电气化测试具有重要 意义。     

基于永磁体和螺线圈的径向电子束聚焦系统设计

对一种强流径向电子束浸没式磁聚焦系统进行了研究和设计。首先介绍了浸没式聚焦径向电子束原理和聚焦系统结构,接着仿真研究了在不同磁场分布下浸没式聚焦400 k V/30 k A径向电子束稳定传输的束轨迹,并根据电子束波动情况优化了径向磁场分布,然后设计了基于永磁体和螺线圈混合结构的径向电子束聚焦系统,最后分析了螺线圈绕制方式对聚焦系统的供电系统的影响。结果表明,径向电子束在设计的聚焦系统磁场下能以小波动稳定传输,并且与单线绕制螺线圈相比,双线绕制螺线圈回路脉冲电流前沿更短,脉冲电流宽度更窄,所需电容更小,更有利于径向电子束聚焦系统的小型化。     

电气测量线路和装置的屏蔽保护(四)

C.互感线圈的屏蔽保护互感线圈是一种典型的四端阻抗,由于其阻抗值非常接近理想电感的电抗值,并且其电压回路和电流回路在电气上是可以完全隔离的,因此在电测技术中起着重要作用。目前大部分互感线圈,由于和自感线圈同样的原因,屏蔽系统是不完整的,因此,不能保证较高的准确度。这里我们介绍一下具有完整屏蔽系统的互感线圈应有怎样的线路和结构。和自感线圈一样,对互感线圈采用完整的屏蔽系统来保证其准确度是以增加体积和减小互感值与绕组电阻的比值作为代价的。对音频小互感值的线圈这样的措施是完全必要和可能的。     

基于组合优化方法的螺线管型超导磁体的建模和电磁优化

本文针对目前超导应用系统中广泛采用的螺线管型超导磁体的设计问题,提出了综合考虑磁体储能、漏磁和体积的优化问题.以单螺线管磁场计算为基础,用矢量叠加的方法计算多螺线管磁体的漏磁和最大磁场,从而建立了用于优化的螺线管型超导磁体的电磁模型.借助多学科优化设计软件Isight,采用全局搜索和传统数学规划相结合的优化方法,对所建立的电磁模型进行了优化计算.结果表明应用这种组合方法进行螺线管型超导磁体电磁优化,能取得满意的结果.     

材料线性特性对铁心磁路磁场计算的影响分析

以常见的螺线管致动器为例,简述了磁路法计算电磁参数时对铁磁材料特性的处理方法及其局限性.将铁磁材料设定为线性和非线性磁导率,采用磁场数值模拟分别计算了磁场参数.通过对计算结果的对比分析,定量讨论了对铁心赋予不同材料特性条件下磁场设计参数所受的影响.     

饱和磁路直流螺管电磁系统的计算方法(二)

运用电磁系统物理数学模型，探索饱和磁路直流螺管电磁系统计算方法。细致地分析气隙磁导和支路磁阻的计算方法。对17个气隙位置进行磁路和电磁吸力计算。电磁吸力的误差在合理范围内。     

通用级数法求解轴对称磁场

本文提出了一种计算线性轴对称磁场的级数法，给出了具有两种不同媒质场域中的一般级数表达式及确定级数项系数的方法。应用本文提出的级数法计算了理想磁屏蔽的螺线管线圈磁场和空心圆柱线圈中具有铁芯的磁场，给出了计算结果及其磁屏蔽前后螺线管线圈磁场和空心圆柱线圈中具有铁芯磁场的等ｒＡ线圈。     

纵磁结构真空灭弧室的三维磁场数值分析

根据单积分法原理编制了一套三维磁场计算软件,对杯状纵磁、1/2匝线圈纵磁、四极纵磁三种结构的真空灭弧室自生纵向磁场进行了三维数值分析,给出磁场的总体分布以及几个主要参数对磁场分布的影响,并且对其中两种结构的磁场进行实际测量,验证了该软件计算的准确性.     

混合磁路多边耦合电机的基础研究

在永磁感应子式电机中,由于铁芯叠片间隙的影响,轴向充磁的永磁体产生的气隙磁场沿轴向分布很不均匀,制约着单位铁芯长度的出力和电机性能体积比的提高。提出了一种混合磁路多边耦合电机,对混合式步进电机永磁体产生的气隙磁场沿轴向分布不均匀的问题进行了补偿。     

螺线管线圈磁场的高精度计算方法及其比较

在某些场合，需要对螺线管线圈产生的磁场进行高精度计算。例如超导核磁共振成像磁体，要求在中心为０．３５－０．５米的球径区域内产生的磁场，其不均匀度小于几个ｐｐｍ，因此磁场的计算精度至少应不低于七位有效数字。     

Accurate measurement method of the position of a buried line

A conventional method to measure the position of a buried line has been used. This method is based on the measurements of magnetic field around a line which conducts a current. However, the pitfall is that the magnetic field generated by an induced current in a secondary line allows considerable measurement errors. This paper describes a novel method to exclude such errors caused by the induced current. While the magnetic field generated by the current in the primary line is in phase with the current, that generated by the induced current delays more than 90° compared to that of the current in the primary line because of a reluctance component of the secondary line. Hence, the 90° component of the magnetic field results from the induced current. This component is measured by a solenoid coil and a lock-in amplifier; the 0° component is measured also and corrected by using the 90° component. Thus, the net magnetic field generated by the current in the primary line is calculated. It is used to determine the correct position of the primary line. The new method is tested by using two buriéd lines and is proved to be useful.     

Design of a coil geometry for generating magnetic field to evaluate biological effects at 85 kHz

In recent years, the use of induction‐heating systems has increased and wireless power transmission (WPT) systems have been discussed. These applications are installed close to a human body. Therefore, it is important to discuss the effects of alternating magnetic fields and to evaluate electromagnetic interference. This paper discusses the design procedure of a magnetic field generator to evaluate the electromagnetic interference at 85 kHz that is being studied in WPT systems for EV and HEV. The magnetic field generator presented in this paper consists of a single‐phase inverter circuit that uses SiC‐MOSFETs and an air–core inductor that is used as the coil for generating a magnetic field. In particular, this paper shows that the coil used for generating magnetic field needs to reduce the winding voltage to generate higher magnetic flux. In addition, this paper presents the design procedure of the proposed coil structure that can satisfy some limited conditions. The experimental results of the proposed system rated at 82 kHz and 100 A are presented.