舰船周围铁磁物体对其磁场的影响

舰船与周围铁磁物体相互磁化产生附加的感应磁场,影响舰船磁场的磁感应强度的测量,针对此问题提出一种求解附加感应磁场的磁感应强度的计算方法。该方法以舰船与铁磁物体的磁偶极子阵列作为磁场数学模型,以系数矩阵条件数为目标函数的蚁群算法来优化磁偶极子的分布位置,并把物体的磁化等效为其磁模型中各磁偶极子的磁化,借助于均匀地磁场对舰船、铁磁物体磁化产生的感应磁场的磁感应强度来求解出各自的附加感应磁场强度,最终得到舰船磁场的磁感应强度。实验结果表明:该计算方法可行,且计算精度较高。     

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。     

等软磁源法计算三维涡流电磁场

本文论述了三维涡流场可分解为解耦的电场及磁场边值问题，推出了一种求解的等效磁源法。本文正确地选定了磁源的类型及分布，推导了计算公式，计算了在均匀交变磁场中导体球表面的磁感应强度，结果与解析解相符，证明了方法的有效性．     

基于高斯积分的音圈电机受力解算方法

基于等效磁荷法求解了音圈电机中圆柱形永磁体的空间磁场分布,在此基础上解算出载流线圈的受力模型.对于不解析的积分计算,采用高阶高斯积分逼近法快速地获得了高精度的计算结果.通过对磁体空间磁感应强度分布的实测,得到与理论值高度吻合的测量结果,结果表明:其精度优于1%,验证了磁场模型建立的合理性与高斯积分求解的优越性,克服了传统方法进行磁场建模与积分计算精度低、速度慢的缺点.     

磁致伸缩导波激励端偏置磁场的等效方法

从磁致伸缩效应的基本原理出发,研究磁致伸缩换能效率与偏置磁场的对应关系,得到了换能效率的评价方法和用于评价永久磁铁及直流磁化线圈磁化效果的等效方法.该方法由永久磁化器和直流线圈同时提供方向相反的偏置磁场,通过调节线圈的电流,得到磁致伸缩换能效率与电流之间的关系;再利用换能效率仅与偏置磁场的大小有关而与偏置磁场的方向无关的对称特性,确定叠加偏置磁场的平衡点即叠加磁场强度为零的点,从而得到永久磁化器和直流线圈的等效关系.最后通过实验对等效关系进行了验证.     

磁场对煤泥水絮凝沉降效果的影响

针对传统煤泥水处理方法存在成本高、对环境污染严重等问题,采用磁场与絮凝剂相结合的方法对煤泥水进行絮凝沉降,分析磁感应强度和磁化时间对煤泥水絮凝沉降速度、沉积物厚度和上清液浊度的影响.结果表明：煤泥水絮凝沉降速度随磁感应强度的增大、磁化时间的延长而增加,底层沉积物厚度和浊度随磁感应强度的增大、磁化时间的延长而减小.在磁感应强度为0.25 T、磁化时间为15 min时,煤泥水的处理效果最佳.该研究为煤泥水处理提供了有益参考.     

一种圆环电流空间磁场数值计算方法

圆环电流是最基本的理论磁体单元,其周围空间任意点磁场解析计算推导过程复杂。本文借鉴“割圆法”原理,推导了一种圆环电流周围空间任意点磁感应强度数值计算方法,基于该数值计算方法进行了圆环电流中轴线、圆电流平面、圆电流平面平行面及垂直面上磁场特征数值分析,并通过对比圆环电流完全椭圆积分磁感应强度解析计算结果验证了数值计算方法的准确性。研究结果表明本文圆环电流空间磁感应强度数值计算方法推导过程简单,能够方便计算空间任意点磁感应强度且准确度高。     

混合励磁型多自由度球形电机的偏转分析

为解决现有多自由度电机的偏转运动部分存在转矩不足、转矩波动大和运动范围小的问题,提出了一种混合励磁型多自由度球形电机。在介绍该电机的基本结构和运行原理的基础上,提出了基于多节点许-克变换的磁场解析法,以解决该电机使用三维有限元法进行磁场计算时速度慢的问题。该方法利用离散的线电流对电机的永磁体和绕组进行等效,并将复杂的气隙区域分别通过多节点许-克变换和指数变换转化为圆环区域,利用圆环区域中磁标量位的解析解计算单根线电流区域中的磁场信息,并通过叠加计算整体的磁场信息。而后利用各区域坐标点的转化关系计算原气隙区域的磁场信息,计算获得径向磁密之后通过安培定律计算偏转部分的电磁转矩。本研究采用解析法和三维有限元法建模分析了电机的磁场特性和偏转转矩特性,两种方法的磁场计算结果的吻合度较高,解析法相对于有限元法在幅值上的最大误差分别为7.3%和3.92%,验证了解析法的准确性。为了进一步验证,研制了样机并搭建了实验平台,进行了电机静偏转转矩的测试,结果表明,该电机具有较高的偏转转矩,最大偏转转矩为2.13 N·m,且实验值和两种理论的转矩计算结果的误差较小,实验结果与有限元法、解析法的计算结果误差分...     

磁场强化混凝处理矿井水

为提高矿井水的处理效果、降低处理成本,采用磁场与混凝沉淀相结合的方法对矿井水进行处理,分析非磁化PAC溶液的混凝处理效果及磁化水样、磁化PAC溶液对混凝效果的影响。结果表明:PAC溶液投加量为25 mg/L时,浊度去除率达到最大为86%;磁化水样、磁化PAC溶液对矿井水混凝效果均有积极影响,但后者影响更为明显。在磁感应强度0.2 T、磁化时间8 min后,磁化PAC溶液对矿井水的混凝效果最好,此时浊度去除率达到最高,比非磁化时提高4.5%。该研究表明磁化混凝工艺在短时间内可有效净化矿井水。     

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。     

变压器铁心电磁振动仿真及影响因素研究

为了研究变压器铁心的电磁振动的多场耦合问题,使用应变能原理修正铁心磁-结构耦合关系对变压器铁心的本体振动进行仿真研究.将硅钢片磁化特性曲线导入到仿真模型中,计算得到线圈中的电流密度以及铁心闭合回路中的磁感应强度分布,实现电场与磁场的耦合.利用应变能原理对磁致伸缩力进行等效,并以等效磁致伸缩力为耦合变量对铁心进行结构瞬态...     

基于磁荷模型的永磁体空间磁场的有限元分析与计算

基于等效磁荷模型对永磁体空间磁场进行分析，并利用泛函理论建立了与该模型对应的交分形式，再利用变分原理详细地讨论了有限元计算方法．由于等效磁荷模型使用仅有一个自由度的标量磁位，因而计算起来比具有3个自由度的矢量磁位的等效电流法更简便．从永磁磁力轴承磁场的算例中可以看出，用等效磁荷模型的有限元法计算永磁体空间磁场是非常简便和有效的。     

梯度磁场水处理防垢效果研究

首次采用梯度磁场来研究热工供水系统和冷却循环系统管道的磁化防垢效果,采用对比试验,He-Ne激光作光源,用消光法定量测量,Ca^2 Mg^2 水系通过均匀磁场磁化后平均消光9.52%,梯度磁场磁化后平均消光达到5.17%,明显优于前者,而未磁化时的平均消光只为15.68%。     

钻杆加厚过渡带漏磁检测方法研究

通过磁折射理论及相应的有限元模型分析了加厚过渡区的磁场分布特性,主要包括由于内外径变化产生的空间磁场和由于壁厚变化产生的磁感应强度的非均匀性;找到并确认了变径产生的空间磁场是造成漏磁检测信号基线漂移的主要原因,并通过差分法进行了消除;同时,也发现了变壁厚区磁化的非均匀性会导致同当量缺陷的漏磁场信号不一致,通过分析壁厚及磁化强度对漏磁场的影响,提出深度饱和磁化方法.结果表明:该方法能有效消除钻杆过渡带区域的背景磁场干扰并保证信号一致性,使漏磁法能适用于钻杆加厚过渡带的检测.     

永磁同步电机转子偏心磁场解析计算

为了快速准确计算两极平行充磁实心圆柱式永磁同步电机(SCPMSM)各种转子偏心参数下的磁场分布,提供研究转子偏心对电机性能影响的有效方法,利用子区域法和摄动法,在二维极坐标平面内建立了考虑定子齿槽效应时的SCPMSM转子偏心磁场解析模型;将求解场域划分为永磁体、气隙和定子槽3类子区域,分别用对应的控制函数来表达,各区域之间用边界条件连接,利用边界条件求出控制方程通解的各个谐波系数。根据摄动理论,将磁场的0阶分量和1阶分量叠加获得相应子域转子偏心磁场分布,利用麦克斯韦应力张量法计算了转子静态偏心以及动态偏心引起的不平衡磁拉力。以一台2极12槽平行充磁SCPMSM为例,将转子偏心磁场以及静态偏心和动态偏心不平衡磁拉力的解析计算结果与有限元计算结果进行对比,验证了解析模型的正确性。     

饱和电抗器脉冲磁化特性测量分析

高压直流输电换流阀用饱和电抗器的磁芯工作于脉冲磁化工况,其分析和设计需要获得脉冲励磁下的磁特性参数.借助磁脉冲压缩法思路,利用二阶振荡电路测量其脉冲磁化特性参数,得到了脉冲激励下的初始磁化曲线和磁滞回线.利用测量结果计算其等效电感、饱和时间及磁芯在一个周期内的耗能,分析磁化速率对磁芯耗能的影响.     

感应磁场力对相对论磁化等离子体碰撞项的贡献

在相对论磁化等离子体内，除库仑和感应电场力外，粒子间的感应磁场力相互作用将对广义玻耳兹曼方程中碰撞项有贡献．本文导出了这个碰撞项的解析表式．     

考虑铁芯磁饱和的开关磁阻电机电感及转矩解析建模

针对开关磁阻电机电感的非线性问题,提出了一种开关磁阻电机非线性电感解析计算模型,并在此基础上完成了电磁转矩的解析计算。运用分布式等效磁路法并考虑铁芯磁饱和的影响,通过分别确定各条磁路中气隙和铁芯的等效长度及磁导率,建立了含电机参数的非线性电感解析模型,并通过电感的有限元仿真结果验证了解析模型的准确性。在利用该电感解析模型求解得到磁链曲线族的基础上,使用能量法对电磁转矩进行了解析计算,并将电磁转矩的解析结果与有限元仿真结果进行了对比,结果表明:建立的非线性电感解析模型能够准确地预测出电机的动态电感,相对误差在9%以内,电磁转矩峰值处误差在6%以内,提出的电感解析模型能够获得较高精度的电感和转矩解析结果。     

基于罗宾边界条件的脉冲涡流检测解析模型

针对经典截断区域展开式(TREE)法一般使用狄利克雷边界条件导致其计算精度不高的问题,提出基于罗宾边界条件的带包覆层铁磁构件脉冲涡流检测解析模型.首先推导该模型的场的积分表达式;然后分析构件和保护层中磁场方向与构件相对磁导率、保护层材料和激励电流角频率的关系,指出罗宾边界条件更适合模型求解;最后比较基于罗宾边界条件的级数解和经典TREE法级数解的计算误差,结果表明提出的模型计算精度更高.     

基于等效磁荷理论的磁力驱动器磁场计算

本文利用等效磁荷理论建立了磁感应强度与隔离盘半径及角度等参数之间的三维解析模型,分析了盘式磁力驱动器磁场分布。针对12极的盘式磁力驱器,利用Matlab编程模拟出磁场的三维空间分布,并探索了磁力驱动器的不同参数对输出转矩的影响规律。本文所做工作为平面式磁力驱动器的优化设计及研究涡流发热问题提供了依据。