磁耦合谐振无线电能传输系统线圈角度偏移的联合仿真

针对在某些特殊环境下无线充电装置的发射线圈与接收线圈产生角度偏移的非线性耦合问题展开研究,依据磁耦合谐振式无线电能传输电路模型,对无线电能传输效率与发射线圈和接收线圈之间的偏移角度的关系进行了分析。使用ANSYS Maxwell仿真软件,建立了多种线圈偏移角度模型,分析了线圈参数,将所创建的线圈偏移角度模型导入ANSYS Simplorer仿真软件,对磁耦合谐振式无线电能传输系统进行联合仿真。通过研究得出了角度偏移的一种极限曲线,有助于磁耦合谐振式无线电能传输系统的非线性校正和优化。     

经颅磁刺激电磁场分析系统设计

为了对经颅磁刺激下大脑内部磁场分布和变化规律进行准确分析,并对刺激线圈进行个性化设计,设计了经颅磁刺激电磁场分析系统.利用有限元方法,建立真实头模型,对线圈产生的脉冲磁场整个过程做全面的电路磁场混合分析,仿真不同线圈参数在脑内产生的效果.同时,根据临床磁刺激需要,结合数据库技术对磁刺激线圈参数进行自动优化选择.实验表明,该系统分析准确,为实际刺激线圈的制作和临床刺激强度的选择提供了依据.     

基于Matlab的线圈磁场计算

利用线圈磁场的理想模型对线圈系统进行理论分析,借助计算机运用Matlab语言编制相应的程序做近似计算,为线圈系统约束等离子体提供相应的参数.     

电动汽车无线充电系统耦合线圈的优化设计

为了提高电动汽车无线充电系统磁耦合机构的耦合系数，在分析耦合线圈参数对串联补偿网络影响的基础上，采用电磁仿真分析法，对单圆形磁耦合线圈传输距离、内外经尺寸、绕线方式对自感系数、耦合系数的影响进行了研究。结果表明：磁耦合线圈自感系数的稳定性受其外径和传输距离之比影响，磁耦合线圈外径与传输距离之比越小，磁耦合线圈自感系数越稳定；当传输距离和磁耦合线圈外径确定时，磁耦合线圈内外径之比越小，耦合线圈的耦合系数越高；当两个磁耦合线圈传输距离、外径尺寸、互感系数相同时，不同绕线方式的线圈，其耦合系数也不相同，其中匝间距等增绕线方式的线圈可以获得较高的耦合系数。     

磁耦合谐振式无线能量传输效率分析

为分析无线能量传输的效率问题,利用电磁仿真软件HFSS,建立了单个线圈模型,利用单个谐振线圈模型构建了基于磁耦合谐振的能量传输系统。通过S参数曲线直观反映能量传输效率的变化规律,验证了磁耦合谐振式能量传输效率远远大于一般的感应耦合。通过改变模型中两线圈的相对位置,分析了线圈距离、夹角等因素对能量传输效率的影响,依据效率变化曲线,直观展示了频率分裂现象。仿真和分析表明,为实现系统的高效率、远距离能量传输,应尽量减小收发线圈的角度和线圈的错位偏移量,该系统为设计和优化无线电能传输系统提供了一种理论分析方法。     

TEXTOR托卡马克上磁涨落水平的研究

利用逃逸电子的输运来诊断TEXTOR托卡马克上等离子体大破裂下的磁涨落水平。TEXTOR托卡马克采用包含产生逃逸影响的零维模型模拟了等离子体大破裂下的电流演化．根据模型参数-逃逸电子的损失速率，我们得到了TEXTOR托卡马克上的磁涨落水平。该磁涨落水平大约在10^-5量级，磁涨落水平随注入等离子体中原子数日的增加而增强。     

磁耦合谐振式无线电能传输系统线圈结构参数优化方法

谐振线圈是磁耦合谐振式无线电能传输(magnetic coupling resonance wireless power transfer, MCR-WPT)系统的核心部分,线圈参数决定了系统电路的谐振参数,进而决定系统的能量传输效率。现有研究只考虑了近距离四线圈及以下MCR-WPT系统建模及其线圈参数优化。为了实现中远距离高效无线传能,构建了一种六线圈MCR-WPT系统模型,并以线圈结构参数为优化变量,通过分析限制交叉耦合与频率分裂的条件建立优化变量约束函数,以线圈互感与线圈内阻之比为目标函数,设计了一种基于灰狼算法的定线圈间距六级MCR-WPT系统参数优化方法,并通过仿真进行了验证,结果表明,其最优传能效率达93%,所构建的六级MCR-WPT及其参数优化方法有效。     

LCC-S型无线电能传输系统的磁耦合机构参数多目标优化技术

为了解决MC-WPT系统中磁耦合机构参数设计缺乏系统性的优化方法问题,以2个平面螺旋线圈构成的电磁耦合机构作为研究及优化对象,针对LCC-S型WPT系统,提出一种磁耦合机构参数多目标优化方法。以线圈半径、传输距离和线圈匝数3个耦合机构几何参数作为决策变量,以系统传输效率、传输功率与总谐波畸变率为目标函数,利用基于带精英策略的非支配排序遗传算法Ⅱ(NSGA-Ⅱ)对MC-WPT系统进行优化,得到了3个目标函数的Pareto解集。最后,将优化后的参数带入MATLAB/Simulink仿真模型中对系统进行仿真,并搭建了一套实验装置进行实验验证,仿真和实验结果证明了提出的多目标优化方法的可行性和有效性。研究提出的MC-WPT系统磁耦合机构参数多目标优化方法能够为MC-WPT系统耦合机构参数的设计提供理论性指导。     

继电器电磁机构结构参数对磁吸力的影响

在对继电器电磁机构磁吸力理论分析基础上,采用ANSYS软件建立电磁机构有限元模型,仿真分析继电器电磁机构衔铁面积、线圈匝数及气隙厚度结构参数变化对电磁机构磁吸力的影响。仿真结果表明:衔铁面积大小变化与磁吸力呈线性关系变化;安匝数、气隙厚度与磁吸力呈非线性关系变化。理论值和仿真值的相对误差为020％～714％,验证了仿真结果的正确性。     

磁约束磁控溅射装置的磁场分析

磁约束原理目前主要应用于热核聚变中,本文介绍了磁约束原理及依据磁约束原理设计的磁控溅射装置,同时利用ANSYS11.0有限元分析软件对磁约束磁控溅射装置的磁场进行模拟计算,计算磁铁数量、厚度及相对磁铁间距对磁场的影响,进而得出靶面磁场强度的分布情况,并将数值模拟数据与实验测得数据做了对比分析.结果表明,实验实测数据与有限元分析数据基本一致,模拟结果为磁约束磁控溅射装置的设计提供了比较准确的数据资料.     

磁热耦合下不同注射方式对温度场的影响

磁流体热疗是具有生物相容性的磁性纳米流体注射到靶向肿瘤组织,通过施加交变磁场使注射区域升温达到杀死肿瘤组织目的。热疗期间的温度分布是磁热疗的关键因素,它直接影响了治疗效果。为分析不同注射方式对治疗效果的影响,本文采用有限元方法,建立磁热耦合模型,分析亥姆霍兹线圈产生磁场的均匀性,讨论了不同电流大小对磁场强度以及温度分布的影响。为了提升治疗效果,分析了不同注射方式对温度分布的影响,并以有效治疗体积这一参数较好的量化了治疗效果。结果表明：亥姆霍兹线圈作为磁场发生装置产生的磁场均匀性较高,不均匀度偏差在1%以内,通入线圈的电流每增加1A,磁场强度增加195.3 A/m;外加磁场条件相同,采用中心点注射时,组织内的温度最高为49.8℃,有效治疗体积最大为1 156.4 mm3,效果最好;调节外加磁场,使组织内最高温度保持48℃时,采用多点注射时有效治疗体积最大为1 530.7 mm3,治疗效果最好。因此,采用多点注射技术可以使治疗区域温度分布较为均匀,达到更好的治疗效果。     

J-TEXT装置上的三维磁场分析研究

为了解决二维磁场位形的局限性,对三维磁场位形的研究势在必行。基于J-TEXT平衡参数,利用VMEC程序求解得到J-TEXT装置的三维磁场位形。此外,分析了等离子体电流、压强对磁场位形的影响,论证了VMEC程序应用在J-TEXT上的可行性。结果表明,VMEC程序能够初步满足J-TEXT装置的三维磁场位形研究要求,为后续装置三维磁场位形优化提供理论和工程借鉴意义。通过比较不同的等离子体电流,压强剖面对三维磁场的计算结果,表明了等离子体电流能够改变极向磁场强度,增大压强剖面使等离子体环状膨胀,磁轴外移。     

非对称勾形磁场的三维优化设计与实现

根据坩埚内熔体对流的类型和分布区域,分析控制对流对勾形(cusp)磁场磁感应强度和磁场位形分布的要求,提出了磁场优化设计目标。采用有限元三维(3D)建模法对cusp磁场进行了建模,利用所建立的模型对比了对称结构和非对称结构对磁场位形分布的影响,分析了在非对称cusp磁场线圈横向层数一定的情况下磁场纵向层数、屏蔽体厚度、上下线圈间距对磁感应强度、磁场位形、磁场功率的影响,优化了磁场结构;根据优化的结构参数制造了磁场并进行了实验测试,结果表明非对称cusp磁场的位形分布与设计结果一致,从而验证了3D优化建模方法的有效性。     

等离子体离子源磁场分布数值计算

在离子源的设计中，为了减少等离子体的器壁复合损失，经常采用磁场对等离子体进行约束；但磁场分布的复杂性，给实际测量带来了困难。介绍采用磁荷法对低能辐照离子源中磁场分布进行计算，给出了计算结果，并讨论了误差可能产生的原因及其影响。计算结果对于离子源设计中的阴极热电子发射、离子束有效引出面积确定体的有效约束等重要问题有一定参考价值。     

磁粉探伤机新型磁化装置设计及智能化控制研究

针对铁路和风电行业中大量大齿圈工件尺寸较大、其周向和径向不能同时进行磁化探伤、工件探伤率受到限制和影响的状况,设计了适用于大齿圈工件磁粉探伤机的新型磁化装置。该装置基于PLC的磁粉探伤控制系统和图像自动识别系统,采用开合式闭路磁轭和开合式矩形线圈的结构,磁化检测时将开合式闭路磁轭和开合式矩形线圈围绕在大齿圈工件单边齿圈的周围,使大齿圈同时产生同向、径向、轴向等多方向的磁场;喷洒荧光磁粉悬液的工件表面在磁场的作用下,磁粉被吸附在漏磁场处形成磁痕,荧光磁粉在紫外光照射下发射出荧光;用高像素全帧CCD摄像机对荧光进行摄像,并将荧光磁粉图像转换为视频电子信号,再通过信号采集卡将视频信号转换为计算机能处理的数字图像信号,从而完成工件表面缺陷生成磁痕的自动检测。智能磁粉探伤样机的测试表明,该新型磁化装置可实现同时对大齿圈工件的周向、径向和轴向进行全方位的多向磁化,工件无磁化盲区,检测精度高。     

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。     

NaCl溶液在磁场作用后的物理特性变化

采用波长连续可调线偏振光透射光谱技术研究了在0.17T静磁场作用下NaCl溶液的光学特性的改变,同时利用接触角测量仪测量了经不同强度磁场处理20min后的NaCl溶液在硒化锌表面的接触角.实验研究发现,未经磁场处理过的样品和经过磁场处理的样品相比,它们的透射率及接触角呈现明显差异;入射光的偏振方向不同,同一样品的透射率也不同,入射光为P偏振情况下样品的透过率要大于入射光为S偏振情况下的透射率;同一磁场作用下,不同浓度的NaCl溶液的透射率差异明显;不同磁场强度下,磁场越强,NaCl溶液的接触角越小,说明溶液内部分子结构状态发生了变化.本文利用磁场与物质的作用特点简明地解释了经过磁场处理后NaCl溶液的透射光谱和接触角所发生的这些变化.     

基于Ansoft的磁处理线圈的电磁场分析

为了解中频脉冲磁场去应力样机中磁处理线圈磁场的分布情况,应用Ansoft对样机中线圈产生的电磁场进行分析,分析了线圈内部无工件状况下电磁场的分布,及线圈内部不同位置存放轴承外圈工件后电磁场的分布,其分析结果与实际测量结果吻合较好。对于中频脉冲磁场去应力样机中线圈的优化设计具有较好的指导价值。