圆形金属线圈雷电感应电压和感应电流数值模拟分析

为明晰雷电电磁场在圆形金属线圈中产生感应电压和感应电流特性,利用有限元法模拟分析了雷电通道周围圆形金属线圈的雷电感应电压和感应电流随距离、随时间的变化特征,以及与不同金属材质的关系。结果显示:感应电压随时间先增大后减小,增大速率和减小速率接近。感应电压出现最大值的时间早于感应电流波形最大值的时间,不同材质的金属线圈感应电压数值随时间、随距离的衰减变化特性一致。感应电流的波形和用作激励源的雷电流波形相似,感应电流随时间增大速率大于其减小速率。对比感应电压随时间的衰减速度,感应电流衰减的较慢。在相同条件下,不同材质线圈感应电流的最大值从大到小依次是铜、铝、钢,随着间距的增大,不同材质线圈感应电流数值绝对差随之减小。在感应电流作用下,钢线圈升温最高,铝线圈次之,铜线圈最低。研究结果雷电防护特别是雷电感应电压和感应电流防护提供指导和参考。     

电磁感应中一个值得注意的问题

闭合线圈在磁场中运动，线圈中的电流变化将产生自感，自感电流对总感应电流的贡献是不容忽视的。利用磁势求出闭合圆线圈的自感系，进而计算出闭合圆线圈均匀磁场中旋转时产生的自感电流和总感应电流，结果表明在某些条件下自感因素的影响很大。     

载流扇形线圈内的导体所受磁力矩的一种近似计算

本文首先给出载流扇形线圈所激发的磁场的磁感应强度一级近似公式,然后利用无限小窄条磁矩在外磁场中的势能,求出每一匝椭圆感应电流在外磁场中的势能,通过此势能求出椭圆感应电流线圈所受到的安培力,最后得出载流扇形线圈内的导体受到的总磁力矩。     

交流电磁场检测探头激励线圈的数值仿真及优化

应用ANSYS软件系统建立了交流电磁场检测(ACFM)探头激励线圈数值模型,研究了不同几何形状的ACFM探头激励线圈的感应磁场以及工件表面的感应电流分布,确定了激励电流与激励线圈结构的定性、定量关系。根据优化的激励线圈,在工件表面得到符合要求的均匀交变电流,从而为探头的研发提供了科学依据。通过对比分析可知,工件表面感应电流的均匀区域与激励线圈水平段的长度存在定量关系。     

交流电磁场检测探头激励线圈的数值仿真及优化

应用ANSYS软件系统建立了交流电磁场检测(ACFM)探头激励线圈数值模型,研究了不同几何形状的ACFM探头激励线圈的感应磁场以及工件表面的感应电流分布,确定了激励电流与激励线圈结构的定性、定量关系.根据优化的激励线圈,在工件表面得到符合要求的均匀交变电流,从而为探头的研发提供了科学依据.通过对比分析可知,工件表面感应电流的均匀区域与激励线圈水平段的长度存在定量关.     

增强型三线圈电磁斥力机构的运动特性分析

为进一步优化高压直流断路器的刚分速度和始动时间,改善电磁斥力机构的运动特性,本文提出增加电磁吸力作为驱动力的增强型三线圈电磁斥力机构,采用运动学、瞬态电磁场以及电路理论进行数学模型耦合分析,运用有限元分析软件建立二维模型,求解其运动特性,最后通过仿真试验进行验证。首先,本文分析了不同参数对其运动特性的影响,其次,分析了合闸线圈介入时刻对其运动特性的影响,最后,对比分析了增强型三线圈模型与双线圈模型的运动特性差异。结果表明：增加电容容值和电容电压可以缩短行程时间,提高刚分速度,且三个线圈中改变运动线圈驱动电路参数的优化效果最佳;适当增加线圈匝数和截面宽度可以增大电磁驱动力,缩短始动时间;从0时刻介入可以最大限度提高机构的运动速度;同参数条件下,三线圈模型可在2ms内完成25mm行程,对应的双线圈模型在2ms内只能完成16mm行程。     

涡流检波器动特性的研究

综合考虑检波器磁路系统中外壳磁靴等部件的电磁感应对固定线圈感应电流的影响，建立了涡流地震检波器的七参数机电磁动力学模型，分析了参数的影响范围，并由四参数模型进行了对比。理论分析及测试结果表明，外壳磁靴系统的附加耦合效应主要影响检波器在中高频段的频率特性，因此七参数模型能够较四参数模型更为准确地描述检波器的中高频段频率特性。研究结果可为检波器的特性研究、参数辨识以及进一步的研制开发提供理论基础。     

考虑电磁铁线圈构型的高速开关阀动态特性分析

为改善高速开关阀的响应特性,以电磁铁线圈构型为切入点,对比研究了线圈构型对高速开关阀动态特性的影响规律。在建立高速开关阀数学模型以及理论分析线圈构型变化对响应时间影响的基础上,采用电磁仿真软件ANSYS Electronics,构建了高速开关阀二维瞬态仿真模型,分析了单一、叠加式、嵌套式3种线圈构型对电磁铁吸合以及高速开关阀启、闭两个动态过程的影响。仿真结果表明：在不改变其他结构参数与电气参数的情况下,与单一线圈构型相比,叠加与嵌套两种并联线圈构型能够有效缩短电磁铁空载吸合时间,减幅分别为35.1%、34.7%;叠加式线圈构型下高速开关阀的开启延迟时间缩减了4.79 ms,减幅达55.4%;嵌套式线圈构型下高速开关阀的开启延迟时间缩减了4.77 ms,减幅达55.2%。综合响应特性与能耗特性参数来看,采用叠加式线圈构型的高速开关阀具有相对更优的动态特性。该研究可为高速开关阀电磁铁的设计提供参考。     

丝光对棉平针织物线圈结构形态的影响

本文就烧碱浓度、浸碱时间、丝光张力和丝光前线圈长度对丝光后棉平针织物的圈高、圈距、厚度、线圈长度和线圈形态系数等线圈结构参数的影响进行了探讨。实验表明,丝光后棉平针织物线圈长度缩短,圈高变大,圈距变小,厚度变薄,线圈形态系数变小。通过分析可以定性地得出其特性的变化。     

脉冲电流测量线圈的研究和CAD设计

分析了测量脉冲电流时ＲｏｇｏｗｓｋｉＣｏｉｌ的工作原理，研究了其电气参数和几何参数的计算。在测量高频电流时线圈与屏蔽盒之间的杂散电容对上升时间有较大的影响。建立了线圈的分布参数模型，并用ＥＭＴＰ软件计算方波响应曲线和上升时间。通过计算和实验发现在绕组和屏蔽盒之间并联电阻能有效地减小或消除振荡。建立了并联消振电阻后的分布参数模型，并用状态方程法计算了方波响应曲线和上升时间。编制的ＲｏｇｏｗｓｋｉＣｏｉｌ的计算机辅助设计（ＣＡＤ）软件包，可以设计ｄＩ／ｄｔ线圈、Ｉ线圈，并且可绘出误差曲线、方波响应曲线和各零件的工程图以及ＲｏｇｏｗｓｋｉＣｏｉｌ的装配图、原理图。     

磁悬浮飞轮低功耗控制方法仿真研究

在储能、航天领域中应用磁悬浮飞轮时,系统功耗是需要解决的一个关键问题。在高转速下,飞轮陀螺效应对转子稳定影响很大,控制器需要对其进行抑制。为此,需要研究低功耗控制方法。该文昕设计的控制器,既考虑了陀螺力矩的抑制,又考虑了功耗的降低,将控制力与控制电流分别进行设计。控制力采用位移交叉算法产生,以抑制陀螺力矩;而控制电流根据所需控制力,采用非线性方法构建,实现了零偏置电流和电磁铁的单边工作,从而降低系统功耗。仿真结果表明,此低功耗控制方法可在高转速下稳定系统。     

各向异性媒质中三维涡流场的等效源法

提出计算各向异性媒质中三维涡流场的等效源法。该法是将各向异性媒质中涡流场问题转化为附加等效源的各向同性媒质中涡流场问题。还提出实现等效源法的迭代算法，该算法是用通常的求解各向同性媒质中涡流场的方法（如有限元法、边界元法、模拟源法等）迭代计算附加等效源的各向同性媒质中涡流场。文中还给出了等效源迭代算法的收敛条件。由于每次迭代都可以利用计算各向同性场的中间结果，所以迭代计算所需的机时不多。文中给出了计算实例。     

在感应电场下射频电流驱动与等离子体平衡

本文从漂移动力论准线性Ｆｏｋｋｅｒ一Ｐｌａｎｃｋ方程出发，推导出在感应电场存在下，射频波驱动等离子体电流由新经典电流ｊＮＣ、射频驱动电流ｊＲＦ、欧姆电流ｊｏｈ和附加电流ｊｌ组成，并给出了在高相速度极限下的解析式．在密度、温度分布给定下，若与波迹方程和波功率变化方程相结合，可以求出ｊｌｌＢ在极向通量表面上的平均值（ｊｌｌＢ），从而可以求解描述等离子体平衡的Ｇｒａｄ－Ｓｈａｆｒａｎｏｖ方程，获得自洽的通量以及等离子体的平衡参量．     

非侵入式电力负荷在线分解

基于用电设备正常工作时的稳态电流（包含基波和谐波）具有一定统计规律性,提出了一种非侵入式电力负荷在线分解方法．当某一电力负荷内部含有n类主要用电设备时,其电流可近似用这n类用电设备电流的线性叠加来估计．负荷分解是应用最优方法求取一组合理的权重系数,使负荷估计电流与负荷真实电流最为接近,从而确定电力负荷中不同类型用电设备的功率消耗比例．实验结果表明,所提出的负荷分解方法不仅具有较高的精度和较好的稳定性,而且便于在线实现．     

Development of electrical membrane properties in cultured avian neural crest

In previous studies of the development of membrane excitability in vertebrate neurones, a calcium current has commonly been observed first, later replaced by a sodium current. We have now examined the development of membrane currents in explant cultures of mesencephalic neural crest cells from the quail embryo. Some of these cells constitute the precursors for the ciliary and trigeminal ganglia and in certain conditions can be characterized morphologically as neurones after only a few hours in culture. We report here that two membrane currents are present in neurones after 1 day in culture, a voltage-and time-dependent potassium current and a leakage current. On the second day in culture, voltage-dependent sodium and calcium currents can be detected. With time the sodium and calcium currents increase in magnitude and all four currents are present for at least 7 days in culture. This onset of electrical excitability differs from that described in other vertebrate neurones both in vitro and in vivo, but resembles the sequence observed in neurones of the developing grasshopper.     

磁耦合谐振式无线能量传输理论研究与实验验证

针对三线圈磁耦合谐振式无线能量传输系统中线圈距离对系统性能的影响问题,分别从理论上推导出负载功率和传输效率关于线圈间距的函数表达式、计算相邻线圈最佳间距的函数关系式,提出利用求解非线性规划问题的方法求解中继线圈最佳位置。基于以上推导设计了系统软件,该软件能够根据给定的系统参数直接输出传输功率、系统效率等值并进行优化。最后通过实验验证了理论和设计的可行性,对于不同的系统可以通过理论和软件来确定各个线圈的最佳位置。     

Single postsynaptic channel currents in tissue cultured muscle

Some of the most compelling evidence for the existence of ionic channels in cell membranes comes from direct recording of quantised current jumps generated by the opening and closing of individual channels. Single-channel jumps have been extensively studied for lipid bilayer membranes doped with various channel-forming additives. Recently agonist-induced single-channel currents were detected in denervated frog muscle by use of extracellular electrodes, which can isolate the current from a small area of membrane. The current jumps provide a means for the direct test of many of the inferences about ionic channels which have come from electrical noise analysis. In this report we present measurements of single-channel currents induced by the agonist carbamylcholine in tissue-cultured mammalian muscle. These measurements confirm the earlier noise studies on tissue culture preparations. Recordings of single-channel currents induced by the agonist, suberyldicholine, in avian muscle are presented by Nelson and Sachs.     

一种基于电磁驱动的非圆异形孔加工方法

为了对镗杆施加径向可控随动作用力,在镗床主轴与镗杆之间设置一个柔性铰链变形机构(转子),而在其外围设置一个多磁极加力机构(定子),两者形成一个回转式电磁微位移驱动机构.定子与转子之间的作用力取决于定子线圈中的控制电流,改变控制电流可以改变转子与定子之间的作用力,实现转子相对于定子的径向微位移.通过对电磁驱动力的数值建模,提出了实现电磁驱动机构同步驱动的控制方法;通过对电磁驱动力线性化误差进行分析,给出了电磁驱动器关键参数的设计方法.在正常工作范围内,电磁驱动器微位移与控制电流之间具有较好的线性关系.模拟试验表明,通过改变控制电流的大小,转子(镗杆)中心的回转半径随之变化,从而带动镗杆在径向上做精密微位移.