铁磁材料应力-磁化性能的相关性

针对受外力作用的铁磁材料,应用微磁学理论,从最小能量原理出发,采用拉格朗日乘子法推导了应力作用下的应力-磁化矢量的描述方程,得出应力-磁化率关系表达式。以条形单晶铁为例,编写三维有限元程序,计算得出应力平行和垂直于外磁场情况下单晶铁磁体内部的磁化矢量分布及应力-磁化率关系曲线,计算结果表明在应力作用下磁化矢量发生偏转,受拉时磁化矢量向外磁场方向偏转,磁化增强,磁化率随应力增加而增大;受压时磁化矢量向背离外磁场方向偏转,磁化减弱,磁化率随应力增大而减小;且各向异性磁化率与应力施加方向相关。     

三维非线性磁场计算中的积分方程法

本文从离散磁化物质标量位解的积分形式出发，推导出了积分方程，并采用面积分推导出耦俣系数的解析表达式，这一表达式比通常采用体积分的议程法简单明了，采用该表达式一无是进行磁场计算不仅可以大大提高运算速度，而且克服了积分方程法计算了费用高，不能进行大型磁场计算的不足。     

计算铝电解槽内磁场分布的方法研究

本文在采用磁描述铝电解槽内铁磁材料磁化行为的基础上，用积分方程法计算铝电解槽内磁场分布，通过实例验证了计算方法及所编程序的可行性，可为大型槽设计，实验及运行中工况分析提供较为可靠的依据。     

基于等效面磁荷的缆索闭合式磁化解析模型

针对缆索磁性检测中大直径缆索深层次钢丝磁化的难题,建立了缆索闭合磁化解析模型,研究缆索磁化规律．提出一种穿过闭合式磁化器的轴对称模型,采用等效面磁荷法对永磁体进行等效,并应用截断区域特征函数展开法和传递矩阵求解磁标位方程,得到磁场的空间解析表达式,该模型可用于求解缆索内部磁场分布．与有限元仿真结果的对比显示：当使用解析模型计算磁化器两磁极中间区域磁场时,轴向磁感应强度的相对计算误差不大于3%,径向磁感应强度不大于12%,表明使用该模型计算缆索内部磁场是可行的．     

考虑铁损的永磁同步电机谐波抑制策略

针对永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor, PMSM)中谐波电流引起的转矩脉动问题，文章提出一种考虑铁损的谐波抑制算法。首先建立考虑铁损电阻的凸极式PMSM等效电路模型，得到状态空间方程以及电压方程表达式；然后引入模型参考自适应系统(model reference adaptive system, MRAS)来辨识铁损电阻，并在此基础上加入反馈校正环节；最后将辨识得到的铁损电阻引入到谐波抑制算法中，以抑制铁损对控制系统的影响，增强谐波抑制效果。仿真和实验结果表明，加入反馈校正环节的MRAS可以快速准确地辨识铁损阻值，所提算法可以有效地减少谐波含量。     

用等效磁化区法计算永磁电机的三维静磁场

本文对计算三维静磁场的等效磁化区法作了研究,从理论上证明了用等效磁化区方法计算三维静磁场的正确性,并提出了构成等效磁化区的一般方法。按照等效磁化区法的数学模型,本文对用有限元方法求解三维静磁问题的离散格式作了推导,并研究了用等效磁化区法计算非线性磁场的途径,给出了按牛顿-拉斐逊法求解非线性方程组的雅可比矩阵。应用所编的PORTRAN程序,本文计算了飞轮式永磁发电机的空载和负载三维静磁场,并对电机的端部磁场作了测量。结果表明,计算值与测量值之间虽存在一定误差,但磁密的变化趋势两者基本一致。     

二维磁场激励下磁纳米粒子磁化谐波信息分布

提出了二维磁场激励下磁纳米粒子(MNPs)的谐波分布模型,分析了特征参数对磁化响应谐波分布的影响.首先,基于郎之万顺磁定理构建了二维磁场激励下的MNPs非线性磁化响应谐波分布模型;然后系统研究了平行/垂直磁场激励下的磁化响应谐波信息分布特征,以及MNPs物理特征参数和系统参数对谐波信息分布的影响.结果表明:二维磁场激励下,x轴和y轴上的磁化响应奇次谐波和偶次谐波自然分离,直流磁场对磁化谐波幅值具有调控作用,且存在最值点,可为磁纳米温度计中的高精度谐波提取和优化设计提供依据.     

基于双重傅立叶变换的永磁转子涡流损耗分析

为了优化永磁转子结构,降低转子涡流损耗,分析了表面贴式高速永磁同步电机气隙磁场齿槽效应产生的转子涡流损耗.研究了表面贴式永磁同步电机转子永磁体磁化模式,建立了永磁同步电机转子涡流损耗数学模型,分析了永磁同步电机静态气隙磁场,提取气隙磁场样本数据.采用双重傅里叶变换,研究和比较了四极永磁同步电机永磁体在Halbach磁化和平行磁化时,由齿槽效应引起的气隙磁场时空谐波和对应的转子涡流损耗,并采用瞬态有限元法计算了空载时的转子涡流损耗.结果表明:永磁体采用Halbach磁化模式,能够有效降低气隙磁场高次谐波,转子涡流损耗约为平行磁化时的34%.     

均匀磁场中介质球内外场强

应用磁荷库仑定律和均匀磁场中介质的磁化特点，在普通物理知识范围内对均匀磁场中介质球内外场强提出了两种求解方法，并得出了相同的结果．     

谐波平衡有限元算法的研究

为解决具有饱和铁芯的交变电磁场的计算需要较大的存储量和较长的计算时间的问题,提出了一种适用于交变电磁场谐波问题分析的新的有效算法。谐波平衡有限元算法是有限元算法与谐波平衡方法的结合,其计算过程类似于非线性静态场。该方法适用于任意阶多项式描述的磁化曲线问题的求解。通过对一电抗器的计算,验证了该方法的正确性。     

动磁型同步表面电机的磁场和推力

针对传统定位工作台速度和定位精度低的缺点，提出了一种采用定子铁心和相互垂直分布的两对推力绕组做定子、动子平台，以及附着在其下表面的4个Halbach磁阵做动子的动磁型同步表面电机．采用分离变量法获得了表面电机磁场强度、磁通量密度、磁通量、反电动势和电磁推力的表达式，并分析了磁阵厚度、节距、极数、线圈厚度和空气隙长度等不同设计参数对表面电机推力的影响，得到了在最大推力下表面电机的设计参数．将计算结果与二维有限元结果进行对比，证明了分析方法的正确性和参数计算方法的可靠性，为进行表面电机动力学建模和仿真，以及伺服控制系统的开发和设计提供了研究基础．     

偏转线圈三维磁场的空间谐波展开及其计算

研究了显像管等器件中偏转线圈三维磁场的空间谐波展开技术及其计算,利用空间谐波的正交性,对铁芯所产生的感应磁场强度,推导出了其各次谐波的表达式,它们与铁芯表面感应磁荷的各次谐波是阶数一一对应的,编制了一个偏转线圈三维磁场计算的程序。用此程序计算了一个偏转线圈的例子,取得了很好的结果。这为偏转线圈中三维磁场强度的计算提供了一个快速而较为准确的方法,可用于显像管磁偏转系统的模拟和研制中。     

关于电子束管内偏转系统的开发与研究

简析了当前显示器件的发展趋势,提出开发电子束管内偏转系统（简称内偏）,就其结构、尺寸及能耗等几个方面进行可行性论证。结合目前国内外提出的内偏模型的结构,试验数据,定性分析了内偏的研究现状及存在问题,寻求解决高压绝缘材料、真空磁性材料、畸变、偏转线性、偏转散焦等方面所存在问题的突破点,提出了改进内偏转系统的一些具体方案,并就内偏的开发利用进行了一些探讨。     

一种获得均匀磁场的新方法--改进型的Helmholtz线圈

提出一种获得均匀磁场的新方法,即将Helmholtz线圈改为3个同半径的串联线圈,以得到改进型的Helmholtz线圈.经计算得到了改进型Helmho ltz线圈磁场的简单公式,对公式的分析表明,改进型Helmholtz线圈的均匀磁场区比Helmho ltz线圈大得多.     

H1仿星器磁场电源滤波器的设计

大量的谐波的存在,会直接影响供电系统的稳定性与安全性,H1仿星器的磁场电源为主要谐波源,对电网电能质量造成很大影响。首先对磁场电源的原理进行分析,利用傅氏分解对磁场电源的谐波特性进行理论分析,借助于SIMULINK工具搭建磁场电源的仿真模型,通过仿真分析,得出注入电网侧A相电流总谐波畸变率为2.52%,23与25次谐波电流分别为23.54 A与16.99 A;其次针对其谐波的特点,提出谐波治理的方法,通过引入两个单调谐滤波器对磁场电源中注入电网侧的谐波进行治理,搭建滤波器的仿真模型。仿真结果显示:注入电网侧的A相电流总谐波畸变率降低至0.37%,23与25次谐波电流分别降低至2.83 A与2.01 A,电流波形变平滑,表明针对磁场电源设计的滤波器对注入电网的谐波治理效果明显,电网电能质量得到显著提高。     

轮足式爬壁机器人的磁吸附结构设计与优化

近年来,随着中国劳动力成本的不断上涨,机器人协助或代替人工作业已受到越来越多人的关注。通过开发爬壁特种机器人,可以减少对自然环境造成的污染,降低工作风险和强度,提高劳动效率。然而,在大型金属立面维护机器人作业过程中,永磁吸附会影响机器人的越障灵活性,提高越障灵活性变得尤为重要。针对一种具有越障能力的三段式轮足爬壁机器人本体模型,设计了一种体积小、单位磁能积大、磁铁-轭铁-磁铁交叉排布且能够在机器人越障时提供可靠吸附力的复合式变磁力吸附模块。通过设定优化函数对复合式变磁力吸附模块的各项参数进行逐级优化设计,包括复合式变磁力吸附模块与壁面间距、复合式变磁力吸附模块上部轭铁厚度及磁铁厚度、复合式变磁力吸附模块磁铁间隙轭铁厚度、磁铁宽度及间隙数,从而得到详细的复合式变磁力吸附模块模型,以132 mm(长)×212 mm(宽)×39 mm(高)的体积就满足了机器人越障状态下单组复合式变磁力吸附模块所需提供的3 200 N吸附力。     

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。     

三线圈磁场均匀性的分析

通过改装亥姆霍兹线圈成平行共轴三线圈获得均匀性更好的磁场,利用Mathematica软件推导出平行共轴三线圈磁场均匀性最好的条件,分析了其中心区域磁场的均匀度,并绘出几种不同区域所对应的磁场Bx（x,y）和By（x,y）的立体图．     

确定饱和电机气隙磁场谐波的新方法

本文提出一种把分析气隙磁场的数值方法和解析方法结合起来以求解在饱和条件下电机气隙谐波磁场的方法。这种方法能求出在饱和条件下气隙谐波磁势及开槽等因素引起的谐波磁场,和由于饱和所出现的谐波磁场,这两种可以是同次而不同速的谐波磁场。根据这种新方法所给出的结果,可对电机性能进行准确合理的分析。本文所做的算例结果,证明了这种方法的正确性。     

基于最小二乘的地磁场测量误差补偿技术研究

地磁导航中获取地磁场的精确测量值是进行地磁匹配导航的前提和基础。论文针对实际地磁测量中磁力仪易受环境磁场干扰带来的影响补偿效果的问题，首先分析了软磁误差以及硬磁误差对磁场测量的影响效果，建立了地磁测量误差的参数化模型。采用ANSYS仿真软件，通过3对内径不同的亥姆霍兹线圈产生了3个方向的匀强磁场，从而实现了对地磁场的模拟。在此基础上，将磁力仪和干扰源建到仿真模型中，通过360度旋转磁力仪分别得到了有干扰和无干扰时的三维磁场值，然后采用最小二乘算法对模型参数进行了估计，最终实现了对磁场测量误差的补偿。仿真结果表明，该方法简单易行，简化了参数的求解过程，具有较高的误差补偿能力，地磁测量误差可以从20 000多纳特减少到几个纳特。