燃烧型脉冲磁流体发电机实验研究

通过对磁流体发电机用推进剂配方、发电通道以及大空间强磁场形成技术的研究,研制了燃烧型脉冲磁流体发电机样机,并测试了发电机的输出电压.实验结果表明:含硝酸铯盐复合推进剂配方可用于脉冲磁流体发电机,标准火箭发动机喷管出口燃烧产物电子密度达到1.9×1012 cm-3,比常规推进剂提高1 000倍;永磁体采用聚磁技术可实现均匀强磁场,在104mm×360mm×500mm的矩形空间内得到磁体系统的平均磁感应强度为1.24T,磁场均匀度超过95%;发电机稳定输出电压为90V,实现了推进剂化学能的转换.研究结果为高功率脉冲电源的研究提供参考.     

喉部面积对盘式磁流体发电机性能影响分析

盘式磁流体发电机因其热效率高、功率密度大等优点在空间探测等领域受到了研究学者的广泛关注。在盘式通道中,喷嘴喉部对通道内等离子体具有加速和电离作用,是整个发电系统的关键部件之一。喷嘴喉部面积的变化会改变发电通道中磁流体流动特性及等离子体电离特性,进而影响发电机性能。本文通过非平衡准一维数值模拟分析了喷嘴喉部面积对盘式磁流体发电机性能影响。结果表明：适宜的喷嘴喉部面积可以使发电通道等离子体维持在较高的马赫数下,电子温度适中,电导率较高,可以提高非平衡等离子体电离的稳定性,使发电机具有更高的性能,获得高焓提取率及等熵效率。     

磁流体油膜轴承油的粘度特性研究

为了研究磁流体油膜轴承油的粘度特性,采用NDJ-5S数显旋转粘度计测定了不同磁场和温度作用下其粘度大小的变化情况;理论计算得到了磁流体的粘温特性以及磁粘特性曲线,结果表明,理论值与实验值相吻合。同时磁流体粘度随着磁场的增大而增大,随着温度的升高而减小。磁场较弱时会出现磁粘滞后现象,分析原因是外加磁场对链状结构的形成和分裂影响结果。当温度高于T℃后,粘度的增加主要取决于外加磁场的大小,与温度关系较小,说明在高温条件下通过控制磁场调节粘度是可行的。提供了一种通过电流控制磁场来改变磁流体粘度的方法,为油膜轴承油磁流体润滑性能的分析提供参考和依据。     

Fe3O4/碘化油磁流体的制备及其产热性能研究

采用共沉淀法制备出Fe3O4磁性纳米粒子,经油酸表面处理后分散在碘化油中,制成Fe3O4/碘化油磁流体.考察了磁流体的磁性能、稳定性以及产热性能,并通过动物实验研究了其体内产热性能和热疗安全性.结果显示,制备的Fe3O4/碘化油磁流体具有超顺磁性和良好的稳定性,在交变磁场中可产生很强的热效应,其SAR值可达到121W/g.此外,该磁流体可在交变磁场中产生足够的热量使肿瘤升温至热疗温度,同时证明其具有良好的靶向性和热安全性.     

一种有发展前途的添加剂

本文论述了磁流体发电机所需添加剂的选择条件。通过理论分析和实验研究,对将锂盐生产工业中的废液——混合碱用作今后大功率磁流体—蒸汽联合循环电站的添加剂的可能性进行了初步探讨,为今后磁流体发电实用电厂寻找到一种有发展前途的添加剂。     

风力机发电

正风电场建设完成后,接下来要做的便是发电与传输。在发电机的内部有定子和转子,固定的部分叫做定子,其上安装了成对的主磁极,由直流电励磁给发电机提供工作磁场;旋转部分叫做转子,其上安装了电线绕组。风轮捕获的动力通过轴承传送到发电机的转子上。发电机的工作原理是电磁感应。因为转子与定子的相对运动,即产生电场和磁场的相对运动,引起线圈磁通量发生变化造成了电动势,这是发电机发     

外磁场对磁流体油膜轴承性能影响研究

外磁场对磁流体油膜轴承的作用可以有效提高油膜轴承的工作性能。本文设计一多层密匝螺线管作为外磁场为轴承提供磁场强度作用力。该外磁场模型所产生的磁感应强度分布方程已计算得到。通过实验测量螺线管内部磁场强度分布;通过控制温度和磁场两个影响因素对磁流体粘度进行分析。研究表明,合理施加外磁场作用可有效提高磁流体轴承承载能力降低轴承失效率;此外,还可以增强轴承密封性能。     

一种新型磁流体加速度传感器

为了解决传统磁流体加速度传感器体积大、灵敏度低、线性度差、使用频率范围低等缺点,设计了一种新型磁流体加速度传感器。采用圆柱形永磁铁作为惯性质量,将加速度转化为磁场的变化,利用高灵敏度线性霍尔检测磁场变化,从而实现加速度到电信号的转变。通过仿真和实验分别对磁流体的悬浮效应、阻尼效应以及圆柱形永磁铁的磁场分布情况进行了研究,结果表明:在永磁铁体积较小的情况下,永磁铁受到的悬浮力很小;在磁场作用下,磁流体具有非常优越的阻尼性能。基于永磁铁的磁场分布情况的研究结果,选取磁场变化梯度最大且线性度最好的位置安装霍尔元件,从而提高传感器灵敏度。利用振动实验台,对所设计的传感器性能进行实验验证,结果表明,新型磁流体加速度传感器具有较好的线性度和较大的可用频率范围,在其他结构不变的前提下,磁流体的使用将加速度传感器的可用频率范围提高了256%。本文为研究磁流体的悬浮效应和阻尼效应提供了一种策略,也为加速度传感器的研究和改进提供了一种新的思路。     

大型水轮发电机铁芯磁阻对单个线圈电感计算的影响

针对大型发电机铁芯磁阻对线圈电感计算的影响较难定量分析的问题,分别采用磁路法和磁场法计算了大型水轮发电机单个线圈的电感参数。对两种方法计算结果的比较表明,磁路法根据基波主磁路对铁芯磁阻的近似折算对单个线圈的电感计算产生一定误差。尤其对于大型发电机,因其极数多,槽数多,不同磁路中铁芯磁位降的差异较大,如果铁芯还存在饱和现象,铁芯磁阻的影响将会更大。这时要准确计算电感参数,最好采用磁场分析法,这能更加准确地考虑发电机定、转子铁芯磁阻及饱和的影响。     

一种利用磁流体液流变效应的在线动平衡方法

针对现有在线动平衡方法存在的缺陷,提出了一种新的基于磁流体流变效应的在线动平衡方法。从理论上分析和阐明了局部磁场作用下磁流体由于内部压力变化导致产生质量偏心的原理,利用线激光投影测量法,对不同磁场条件下的磁流体表面进行实验测试。对所得磁流体三维形貌图分析可知,在局部磁场作用方向上,磁流体质量偏心程度随磁感应强度的增加而增加,验证了利用磁流体流变效应实现动平衡的可行性。为实现对任意大小和方向失衡量的校正,设计了平衡容器及3个互成120°的共轭C型电磁铁,通过构建电磁铁有限元模型,对给定电流下电磁铁周围磁感应强度进行了分析。实验中利用电磁铁线圈电流变化实现在线动平衡,实验结果表明,磁流体流变效应产生的质量偏心可用于转子失衡校正,一次校正后不平衡量下降率达65.14%。实验验证了提出的动平衡方法的有效性。     

通过磁现象与电现象的对称性探讨磁单极

本文以物理定律具有对称性的观点,讨论了磁现象和电现象的对称性与磁单极的关系。在进一步研究磁现象和电现象的对称性时,发现电场可以是涡旋场,也可以是有势场,磁场却只有涡旋场而没有静磁场,即出现了磁现象与电现象的不完全对称性。如果我们承认狄拉克的磁单极假设,那么磁荷的静磁场就是有势场,则磁流的电场与电流的磁场就是相似的,实现了电磁现象的完全对称性和麦克斯韦理论的完全对称性。     

一种多绕组磁场发生器的设计

文章依据亥姆霍兹线圈原理提出了一种多绕组结构的磁场发生器设计方案,利用Maxwell软件对其进行模拟仿真分析,并制作了一套多绕组磁场发生器。通过对比实际测量数值与模拟仿真数值,证明了该设备能产生0～2T的磁场,在中心区域磁感应强度的不均匀性小于3%,得到了预期效果。     

发电厂电气主系统培训仿真实用模型

针对发电厂电气主系统培训仿真的建模问题,介绍了把发电机的一次调频特性作为分配因子的动态潮流方法。它很好地反映了由于有功扰动引起的系统频率变化特性。在考虑发电机的励磁调节特性的问题上对不同的励磁调节装置提出了相应的建模方法。给出了一种发电机饱和特性的解析算法,用以计算发电机的励磁电流。在一个实际的１２５０ＭＷ容器发电机组的大型发电厂电气培训仿真系统中,验证了这些方法的有效性。     

超高压送电线路下方空间电磁环境的研究

探讨了超高压送电线路下方空间电磁环境问题 ,主要就超高压送电线路辐射工频电磁场进行论述 .利用模拟电荷法计算工频电场 ,离地 2m范围内的合成工频电场 ,其数值和垂直场强差别不大 ,实际测量值与理论计算值基本一致 .工频磁场按静态场计算 ,其大小与地磁场在同一数量级 ,并与实测结果基本相符 .由于我国现在还没有制定工频场强限制的国家标准 ,故本文的数据可供实际工作者参考     

并行输电线路工频电磁场的叠加算法研究

国家标准对单条输电线路的电磁环境进行了规定,但缺乏多条输电线路并行时的电磁场算法及其相关规定.采用国际大电网会议推荐使用的输电线路电磁场计算方法,提出了利用矢量叠加原理计算多条线路并行情况下的电磁场强度算法.以三峡大学南苑留学生公寓旁并行输电线路为例,进行了并行输电线路工频电场、磁场横向分布的理论计算.按照国家标准规定的电磁场测量方法,对线路电磁场横向分布进行了现场实测.理论计算与实验测量结果对比表明,采用矢量叠加原理对3条并行线路工频电场横向分布计算误差最大值为0.45kV/m,工频磁场横向分布计算误差最大值为0.000 3mT.     

动物交变磁诱导系统的实验设计

交变磁场的生物效应是近年医学领域研究的热点课题之一。进行了交变磁场调节人大脑精神状态的研究,设计了一套适用于动物的经颅磁诱导系统,采用环形单线圈作为磁场的产生装置,利用单片机产生不同模式的模拟信号,并通过功率放大电路,驱动线圈产生所需磁场,从而在动物颅脑中心感兴趣的区域产生500Gs的磁场。测试表明,该系统性能稳定,满足动物实验的要求。     

从磁场力的相对性讨论电磁场的统一

通过一电荷电通电直导线产生的磁场中运动发生偏转这一现象，说明磁场力是相对的，电场和磁场是一种物质性质的两个侧面，只是描述形式不同，通过本文的简单论证，可以看出电磁场的统一性。     

MR-J型磁流变阻尼器性能测试与阻尼力预估模型

磁流变阻尼器阻尼力预估模型易受磁流变液磁感应强度一剪切屈服强度（B－τ）曲曲线精度及磁芯饱和效应的影响．导致阻尼器的预估阻尼力与实际阻尼力有较大偏差．针对上述问题,设计并制作了2个磁芯可更换的MR—J型磁流变阻尼器,通过对阻尼器的磁场分布和动力性能的测试,研究了磁芯面积、活塞节段数及磁场分布对阻尼器力学性能的影响：结合实测结果与有限元分析结果,提出了B－τ曲线的实用识别方法,建立了考虑磁芯饱和效应的阻尼力预估模型研究表明：磁流变阻尼器的磁场分布和阻尼力随磁动势上升存在明显的磁芯饱和效应,且阻尼器的饱和磁动势随磁芯面积增大而增大;所提出的磁流变液B－τ曲线实用识别方法能正确描述阻尼器实际工作状态下磁流变液的性能参数：所提出的阻尼力预估模型能较为精确地预估磁流变阻尼器的实际阻尼力．     

基于Maxwell的悬挂式无刷爪极电励磁发电机磁极参数优化分析

悬挂式无刷爪极发电机具有励磁调节方便、无附加磁路气隙、磁路对称、工作可靠等优点,同时也存在漏磁系数大、发电效率较低的问题。通过对悬挂式无刷爪极发电机磁极结构尺寸的参数化分析,实现磁极参数的优化和发电效率的提高。利用有限元软件对发电机不同参数建模仿真,结果表明:与法兰盘相连的弯折半径是决定磁路磁场饱和的主要因素;磁极厚度、极弧系数等磁极参数存在最优取值范围,优化后发电机主气隙峰值磁密提高、平均值增大,发电效率提高。补充了悬挂式无刷爪极电机的仿真分析基础,可据此对相关参数进行匹配设计。     

自由活塞斯特林发电机空载磁场模拟及分析

自由活塞斯特林发电机是由自由活塞斯特林发动机和直线发电机耦合在一起构成的,在太阳能热利用以及热电联产等方面具有重要的应用价值。针对自由活塞斯特林发电机中的动磁式直线电机,设计了一种磁路结构,采用有限元软件Ansys/Maxwell进行模拟分析,建立了该磁路结构的动磁式直线电机的电磁场仿真模型,得到了直线发电机空载运行时不同位置的磁感线分布和磁感应强度分布云图,发现不论动子运行到任何位置,齿尖位置的磁感应强度总是最大。基于模拟结果,计算得到了直线发电机的空载感应电动势,其有效值为111.22 V。对动磁式直线发电机的空载性能模拟有助于对其进行优化设计。