电子束空气等离子体电子数密度分布模型研究

基于Monte-Carlo模型计算出的电子束空气等离子体电子数密度分布,建立了不同工况下该等离子体的形态参数和电磁参数模型。利用该模型对有、无电子束空气等离子体时目标电磁散射的变化进行了仿真计算,获得了不同工况下遮挡等离子体后相对于遮挡前电磁散射强度平均相对衰减。将仿真结果与相应工况下的实验结果进行了比较,对比结果表明:基于Monte-Carlo模型计算出的电子束空气等离子体电子数密度分布具有较高的可靠性。因此,建立的形态参数与电磁参数模型为深入研究电子束空气等离子体特性奠定了基础。     

基于HFSS仿真的感应耦合传输装置设计

钻井油基钻井液环境下电信号传输困难是当前研究热点之一.针对此难题,设计高频感应耦合传输装置予以解决,其核心传输部件为感应耦合传输线圈.通过建立高频结构仿真(HFSS)仿真模型及实验室实物模型测试,设计出一种感应磁耦合传输线圈结构,解决井下复杂钻具感应耦合传输问题.仿真模型通过建立多线圈传输模型,研究不同圈数在不同介质条...     

放电参数变化对电感耦合等离子闭式等离子体空间分布特性研究

射频电感耦合等离子体(ICP)在实际放电过程中,线圈的构型、电源参数、气压等外部工质条件的变化均会对结果产生较大影响,依靠实验很难得到多外部条件对ICP参数分布的影响机理和规律,因此需要结合仿真和实验的方法进行分析.该文通过建立感性线圈的电磁学有限元模型,分析不同线圈构型下射频电磁场在等离子体内部的空间分布,研究放电参...     

感应耦合等离子体喷涂工作参数对涂层性能影响的实验研究

感应耦合等离子体（ICP）由于无电极烧蚀污染、等离子体环境纯净,在制备高纯度陶瓷材料涂层上具有明显的技术优势。该文利用自主研制的感应耦合等离子体喷涂设备,开展碳化硼涂层制备的实验研究。并利用发射光谱仪和高速相机,对放电气体中加入氢气后的等离子体特性进行诊断。通过在等离子体放电气体中加入不同比例的氢气,研究等离子体工作参数对涂层性能的影响。采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和X射线荧光（XRF）分析了涂层的微观结构、物相和成分情况。结果表明,在放电气体中加入氢气会导致等离子体的宏观气体温度升高,从而提高喷涂粉末的表面熔融率;在放电气体中加入0.7L/min氢气时,制备的涂层结合强度最大,而且等离子体制备过程不会改变碳化硼的晶体结构。通过对比研究,得到最优化的制备参数,为该自主技术的工艺参数摸索提供重要的实验依据。     

喷涂距离对感应耦合等离子体喷涂B4C/W涂层 结合强度的影响

B_4C材料可用作原位保护涂层防止托卡马克面向等离子体部件中的钨块受到诸如腐蚀、开裂以及颗粒溅射等损伤。本文采用感应耦合等离子体(ICP)喷涂法在惰性气氛下制备B_4C/W涂层,对不同喷涂距离下的涂层进行结合力研究,并对其表面形貌进行分析,同时还对涂层的物相及组成成分进行了分析。不同喷涂距离下的拉伸测试结果展示了涂层结合强度的变化趋势,结果表明,在喷涂距离比较近时涂层的结合强度反而较弱。优化条件下的涂层结合强度值为5.32MPa。涂层表面形貌的SEM图像分析,进一步验证了结合强度的研究结果。与初始B_4C粉末相比,涂层的主要相成分和化学成分没有发生改变。     

大气压射频辉光放电电子数密度解析解及等离子体阻抗特性研究

为研究大气压射频辉光放电等离子体阻抗特性,基于射频放电的一维均匀假设模型,推导出了适用于α模式、高气压和小间隙条件下的电子数密度ne的解析解,从而可由实验测得的电压和电流幅值计算出ne;构建了描述整个放电区域的"电阻-电容混联"等效电路模型,模型参数可由ne计算得到。通过与他人数值模拟得到的ne对比,验证了该解析解的正确性。实验结果表明:放电电压和电子数密度随电流密度的增加而线性增加;鞘层厚度、准中性区的等效电容和鞘层的等效电容受电流密度变化影响不大;准中性区的等效电阻和放电间隙总等效阻抗随电流密度的增加而减小。实验结果还指出了前人工作中存在的一些问题:在小间隙时错误地忽略鞘层厚度,认为准中性区的长度就是电极间隙距离;不合理地将准中性区场强近似为0。未来工作希望进一步推导低气压或大间隙时电子数密度的解析解。     

数值模拟感应耦合氩气热等离子体温度和速度的空间分布

研究感应耦合热等离子体的温度和速度的空间分布对等离子体球化、合成粉末材料过程等实际应用具有非常重要的理论指导意义。为此,首先介绍了利用FLUENT模拟感应耦合热等离子体的仿真方法,在此基础上计算得到了氩气热等离子体温度和速度的空间分布及其基本特点,并研究了工作气体体积流量和少量氢气的加入对温度和速度空间分布的影响。研究结果表明:改变反应气体积流量对等离子体温度和速度的空间分布无明显影响;但增大冷却气体积流量可大大降低炬边缘的温度。氢气的加入对等离子体温度和速度的空间分布的影响较大,将使等离子体弧区更加集中,速度变小,回流区变大;分析认为这是因为氢气的加入改变了等离子体的比热容和电导率等参数。     

松耦合感应电源性能的影响因素分析

本文针对串并补偿结构的松耦合感应电源系统,建立了互感模型,分析了输出功率和传输效率达到最大值的条件,得出了系统在谐振频率工作时输出功率和传输效率只与映射阻抗的实部和线圈内阻有关的结论.最后根据实验参数,分析了工作频率、线圈内阻和负载变化对系统性能的影响.     

微型射频离子推力器放电等离子体全局模型仿真研究

微型射频离子推力器具有结构简单、工作寿命长、推力动态范围大、性能调节响应灵敏等特点,是国际微电推进领域的研究热点之一.射频离子推力器电离室内的感性耦合放电等离子体特性和推力器的性能密切相关.该文建立了多软件联合仿真的射频离子推力器放电等离子体全局模型,对所设计放电室内径为40mm的微型射频离子推力器开展了包含电磁场、温...     

感应耦合电能传输系统的移相与脉冲密度混合电压调控策略

针对感应式无线电能传输系统中高频逆变器效率和负载电压无级调节的两个关键问题,提出一种移相脉宽调制(PSPWM)和脉冲密度调制(PDM)兼用的混合调制方法,其中,变流器主频率一定、开关处于电压软开关状态,有选择地对PDM中某一脉冲实施移相处理,并利用脉冲密度数和移相角大小调节输出电压和功率,实现变流器的高效率运行和输出电压平滑稳定调节。通过实验,对上述PDM和PSPWM与所提出的混合调制方式的负载输出电压平滑性与逆变器效率进行了对比分析,所提出的混合调制方式在实现无级调压的情况下纹波系数较PDM减少了9%、逆变器的损耗相对于PSPWM减小了5%~20%。     

基于d-q模型的感应电动机制动仿真及分析

建立三相感应电动机在d-q坐标系下的动态数学模型,并分析三相电压源型逆变器的空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术。在MATLAB/SIMULINK环境下,构建SVPWM电压源型逆变器供电的三相感应电动机的仿真模型,分别进行三相感应电动机能耗制动、反接制动和回馈制动的动态仿真,并分析这三种制动方式的特点,为电力传动系统的设计提供理论依据。     

感应电机SVPWM控制系统的仿真研究

阐述空间矢量脉宽调制技术用于交流感应电机矢量控制系统的基本原理,讨论了间接转子磁场定向电流注入型矢量控制系统的实现,并对它进行仿真研究。仿真结果表明：这种控制技术可以实现感应电机产生转矩的电流分量和产生磁通的电流分量之间的解耦控制,使感应电机获得与他励直流电机一致的瞬态响应特性,实现对负载扰动和参考值变化的快速响应。     

配电线路雷电感应过电压仿真计算分析

为研究雷电感应过电压的发展规律,提出了采用Heidler雷电流波形模型、MTLE雷电流回击模型、Co-oray-Rubinstein电磁场传播模型、Agrawal场线耦合模型的配电线路雷电感应过电压的计算方法以及相关仿真参数,并自主开发了一套雷电感应过电压仿真计算程序。将程序计算结果和真型试验结果进行比较,所得线路电场强度和线路过电压的计算结果与试验数据相符,计算误差在10%以内,验证了程序所得结果的准确性。结果表明,先导发展过程在雷击线路前产生静电感应,影响线路上的过电压波形,电晕效应在计算中可以忽略;基于研发的程序,计算时可考虑先导发展过程和非理想大地对感应过电压的影响,实现电磁场与暂态传播过程的同步计算。     

感应耦合无线电能传输系统的能量法模型及特性分析

感应耦合无线电能传输(ICPT)基于电磁感应原理,目前采用电路模型的分析方法,由于该方法无法深入了解ICPT系统能量传输的过程,所以提出了一种ICPT系统的能量法建模方法,建立了串联—串联(SS)、串联—并联(SP)、并联—串联(PS)和并联—并联(PP)型4种ICPT系统的能量法模型,分析了能量法模型与耦合模型的相互关系,研究了它们的等效性及数学意义上的等效条件,并通过MATLAB仿真研究,证明了理论分析的正确性。此外,目前ICPT系统与磁耦合谐振式无线电能传输(MCRWPT)系统原理相混淆,因而基于能量法模型分析了ICPT系统与MCRWPT系统在原理上的区别,得出只有在谐振、弱耦合、高品质因数的物理条件下,SS型ICPT系统才与MCRWPT系统等效,由此阐明了ICPT系统与MCRWPT系统原理上的差异性,为进一步精确设计和优化ICPT系统与MCRWPT系统设计提供了模型基础。     

基于微波触发耦合的等离子体无极光源技术

介绍基于微波触发耦合的等离子体无极光源的两个品种——微波硫灯和LIFI等离子体灯的结构和特性,重点讲述近年发展迅速的LIFI等离子体灯的结构、原理及其高光效、高显色性和长寿命等突出优点,指出其在影视舞台照明、景观照明和其他艺术照明领域中比LED更具优势,随着技术的提高和价格的下降,它的应用将更加普及。     

基于SIMULINK的感应电机建模及仿真研究

以感应电机双轴数学型为基础 ,完全用SIMNLINK内建模块建立了电机双轴仿真模型。加上三相/二相转换环节得到一个完整的可用于SIMULNK环境的感应电机模型。仿真示例验证了该模型的有效性 ,及工程实用价值。     

基于多线圈耦合的新型换流变压器仿真模型设计

为研究新型换流变压器正常运行、内外部故障、铁心饱和时的电磁暂态瞬变过程及电气量的变化规律、开发配套的新型换流变压器保护方案,有必要设计新型换流变压器仿真模型进行相关的研究。文章基于互相耦合的概念,建立了新型换流变压器的多线圈耦合模型,在此基础上,根据新型换流变压器特殊的接线方式,结合有限元仿真软件,采用Matlab里的多线圈耦合模块分别设计了正常状态和发生内部故障时的新型换流变压器仿真模型,并设计了非线性电感支路来模拟新型换流变压器铁心饱和特性,仿真结果证明了本文所建仿真模型的正确性。本文设计的新型换流变压器仿真模型物理概念清晰,设计过程简单,计算精度较高。该种仿真模型设计方法能用于实际工程中任意复杂多绕组变压器的正常状态、内外部故障以及励磁涌流仿真建模与分析。     

基于Ansoft12的感应电机参数化及其瞬态仿真

应用有限元分析软件Ansoft12,对感应电机进行了建模,并进行了参数化与动态仿真。结果显示可以为感应电机本体的理论研究及其控制系统的优化设计提供参考。