多电极血液流速仪励磁系统优化研究

为了实现对人体血液流量测量及流速分布的监测,基于多电极电磁测量设计了血液流速仪,通过测量皮肤表面的感应电动势,实现对动、静脉血液流速的测量。首先,模仿人体肢体结构,包括皮肤、脂肪、骨骼、肌肉、动脉和静脉的尺寸和相对位置,建立COMSOL仿真模型。然后,以赫姆霍兹线圈、C型铁芯线圈为基础,仿真研究了多种励磁结构和励磁方式在肢体测量截面处激励的电磁感应强度分布,提出了励磁线圈的优化设计方案,最后,对不同结构、不同激励方式的励磁系统进行了优化对比。结果表明,两对正交布置并且采用同向激励电流的赫姆霍兹线圈磁场呈中心对称,磁场强度和均匀性均优于其他励磁系统,能够有效增强感应电动势数值,更适用于非轴对称流的多电极电磁测量。研究结果验证了励磁系统优化方案的可行性,以及其均匀性对于提高速度重构精度的积极作用。     

基于三分量磁通门的消磁装置定向仪研制

本文针对在船舶消磁过程中消磁线圈电流定向困难的原因,研究了一种三分量磁通门消磁装置定向仪。该装置设计基于磁通门传感器测量技术,采用了安匝磁场计算方法和磁场叠加原理。该定向仪经实验测试,仪器磁场测量准确,能快捷、有效地测量出供给一定电流的消磁线圈磁场及其连接匝数和效率,性能优良。     

基于高磁导率铁芯的磨粒传感器性能提高方法

为了提升电感式油液磨粒检测传感器对小尺寸磨损颗粒的检测能力,设计了一种添加高磁导率铁芯的电感式油液磨粒检测传感器。通过在传感器激励线圈及感应线圈外侧添加高磁导率铁芯,优化传感器内部磁特性,以增强磨损颗粒引起的局部磁场扰动,提高传感器输出的感应电动势幅值。分析结果表明,添加高磁导率铁芯即可有效提高传感器背景磁感应强度,减小磁场向无效方向的泄漏,增强其检测灵敏度。最终,通过为传感器各线圈匹配相应厚度的高磁导率铁芯,磨损颗粒引起的传感器输出感应电动势幅值均提高25%以上。本研究使电感式磨粒检测传感器对机械设备初期异常磨损阶段所产生的小尺寸磨损颗粒具备更好的检测性能,也为传感器性能提高方法及其优化设计提供了新的技术方向。     

两种大吨位磁流变阻尼器的功耗比较与参数优化

为实现最小功耗,对间隙阀式和旁路式两种大吨位磁流变阻尼器进行了比较和结构参数优化.描述了间隙阀式和旁路式两种20 t 磁流变阻尼器的结构模式,利用宾汉(Bingham)模型和电磁学的基本原理建立了阻尼力计算公式.将线圈的功耗作为优化目标,以活塞速度、阻尼力调节范围、线圈感应时间常数、线圈电流限制、结构尺寸等作为约束条件,在MATLAB中编制了搜索寻优计算机程序,获得了线圈功耗最小时的结构尺寸参数.计算结果表明:在高速运动情况下,旁路式磁流变阻尼器能够满足约束条件,且结构紧凑.     

磁通压缩发生器初级馈电回路暂态分析

为提高螺线圈型磁通压缩发生器初级馈电系统的能量传递效率,将其馈电回路分为撬断开关闭合前、后两阶段进行暂态分析,根据不同阶段特点建立了直接和间接馈电方式的等效电路模型,引入参考算例进行了数值求解。讨论了电路参数对馈电电流、初始耦合磁通、电容反充电压及输出电流的影响,并提出了初始馈电回路实际装置的设计要求。结果表明,该文研究对提高中小型螺线圈型磁通压缩发生器的输出性能有助。     

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。     

电涡流式小方坯连铸结晶器钢水液面检测装置

本检测装置主要用于小方坯连铸结晶器钢水液面自动检测和参予结晶器钢水液面自动控制,以稳定连铸操作和实现操作最佳化,从而提高铸坯质量和开拓新品种。 本检测装置是基于钢水的电涡流效应工作的。它由三部份组成:(1)激励线圈和振荡器用以产生一次交变磁通,并使其穿过被测钢水液面,在钢水中感应出电涡流,进而产生二次磁通;(2)检测线圈用以检测电涡流产生的二次磁通变化,并感应出电压信号,该电压信号的强弱反映了钢水液位高低;(3)信号处理电路对检测线圈感应出的电压信号进行放大、处理,最后输出标准电压信号和电流信号。 本装置主要技术指标:     

新型方向性自差分涡流传感器的仿真设计与研究

传统涡流检测技术采用一个圆柱形的激励线圈来产生激励磁场,通过用检测线圈来收集扰动磁场,然而由于激励线圈引起的磁场要比缺陷引起的扰动磁场强很多,这种结构的传感器对缺陷的检测灵敏度低,需采用差分的方法来获取缺陷信息。提出了一种新型涡流传感器,其通过采用矩形激励线圈来改变激励磁场的空间分布,使得无需采用差分方法就可以获得缺陷信息。在对新型传感器进行原理分析的基础上,仿真分析了其与传统传感器探头缺陷检测灵敏度之间的差异。并对传感器尺寸和激励频率进行了优化设计,最后验证了该新型传感器对缺陷长度的定量检测能力。仿真结果表明,该新型传感器具有较高的检测灵敏度和缺陷定量精度,为以后单激励多检测阵列涡流传感器的研究奠定了基础。     

关于分合闸线圈保护

第一部分 1.高压断路器分合闸线圈烧毁原因分析：我们知道断路器分合闸线圈是按照短时通电原理设计的,在分合闸完成后自动接触（脉冲）命令。造成分合闸线圈烧毁主要是线圈中的电流不能正常切断,长时通电引起线圈慢慢发热导致最终线圈烧毁。分合闸线圈长时通电原因可以总结为以下几种：（1）分合闸电磁铁机械故障：分合闸线圈松动造成分闸时线圈内铁芯发生位移,使得铁芯卡涩,造成线圈烧毁。或是铁芯活动冲程小,断路器分（合）闸时铁芯顶（拉）不动脱扣机构使得线圈长时通电造成线圈烧毁。     

基于改进遗传算法和有限元分析的罗氏线圈结构优化设计

针对矿热炉电极电流过大、难以实时精确测量等问题,结合改进遗传算法和有限元分析,设计了一种优化的罗氏线圈结构,并进一步建立了罗氏线圈优化系统。首先根据罗氏线圈的测量原理,结合COMSOL软件,建立罗氏线圈仿真模型,并在不同结构参数情况下,对罗氏线圈的测量结果进行分析和比较。通过COMSOL和MATLAB混合编程,以罗氏线圈测量准确率为优化目标函数,结合精英保存策略和惩罚函数改进的遗传算法,实现了罗氏线圈结构的优化设计。优化设计的罗氏线圈在组合使用后能够较精确地测量矿热炉电极电流,满足了矿热炉电极电流测量的要求,具有较好的实用价值。     

并联谐振中频电源的节能降耗与谐波抑制

针对三相整流并联谐振中频电炉能耗较高、谐波电流含量多的问题,采用双电源供电方式,提高逆变器输出电压,降低感应圈电流损耗,进而有效减少了中频炉对电网的谐波污染.在此基础上,为提高触发信号的对称度、齐整度,对电源控制电路做了改进设计.最终通过对某铸造企业中频炉的节能改造试验,证明节能效果非常明显.     

频率响应法对变压器绕组变形的测试与分析

电力变压器在运输中受冲撞或在运行中不可避免地遭受各种故障短路电流的冲击。变压器出口附近一旦发生短路故障,变压器绕组将承受巨大的、不均匀的轴向和径向电动应力作用。如果绕组内部机械结构存在薄弱环节,承受不住电动力的冲击,变压器线圈必然会产生绕组扭曲、鼓包或移位等变形现象,严重时甚至导致线圈突发性损坏事故。频率响应法利用扫频技术,通过测试变压器绕组频率响应特性曲线进行横向或纵向比较,可准确诊断变压器绕组变形情况,因此得到广泛应用。     

线圈布置方式对旋弧负荷开关开断能力的影响

为了提高旋弧灭弧室开断电流的能力,采用Comsol对负荷开关灭弧室的核心部件旋弧线圈的磁场进行仿真分析;以掌握磁场的分布特性及线圈参数对磁场分布的影响规律。在此基础上选取理论上优化、设计上可行的线圈布局;并建立二维模型在实际开断条件下对磁场进行仿真;最后对样机进行试验对比,得出开断容量与设计参数之间的关联。研究结果表明:压缩线圈高度;并且适当调整线圈布置方向可以有效增加线圈产生的磁通量强度,从而可以提高灭弧室开断电流水平,对旋弧灭弧室的设计具有一定的指导意义。     

直驱式电液伺服阀用线性力马达耐高温优化设计

线性力马达研究在高温下永磁铁存在退磁、线圈散热能力下降导致许用电流降低等问题,对材料选择和结构优化设计提出了挑战.文中从线圈参数、气隙结构、永磁材料等方面对6通径DDV阀用线性力马达进行优化设计.利用Ansoft Maxwell软件建立线性力马达有限元仿真模型,针对线圈结构参数,重点研究安匝数的优化选择;针对气隙结构参数,研究气隙宽度、高度等因素对马达力性能的影响;对耐高温永磁体的材料进行优化选择.仿真与实验结果表明:优化后的线性力马达耐高温能力和输出力显著提高,工作油温最高可达200℃,驱动力在100N以上.      

漆包线缠绕缺陷的实时检测与修正方法研究

针对线圈绕线设备在进行高精度绕线作业时,容易出现间隙错误、搭接错误等缠绕缺陷问题,为提高线圈绕制质量,提出了一种实时检测线圈缠绕过程中出现不同绕制状态并进行修正的方法. 该方法在分析线圈的绕制特点基础上,给出了漆包线缠绕缺陷的实时检测算法,并设计了相应的视觉检测系统和绕线设备的控制系统. 该方法基于1×3模板提出了对预处理后的效果图轮廓点的提取算法;基于轮廓点拟合的绕制状态检测给出了修正方法,从而实现了线圈绕制状态的实时检测,并根据视觉实时检测结果修正错误的绕制状态. 通过视觉检测系统稳定性试验、系统准确率试验和正交试验的验证,该方法明显增加了线圈绕制的紧密性,使线圈绕制成品的生产效率及质量得到了有效提高.      

Rogowski电流传感器及其在电阻焊数据采集中的应用

Rogowski线圈电流传感器由均匀密绕的挠性空心线圈和积分器构成,由于其原理和结构特点,特别适合于电阻焊次级电流的测量.讨论了Rogowski线圈工作原理、积分器设计及误差、传感器电路模型和灵敏度的频率响应,设计了用于电阻焊测量的电流传感器,据此研制出ADuC812单片机为核心的电阻焊数据采集系统,并进行了低碳钢板搭接点焊试验和电压电流等信号的采集.初步分析认为,焊接电压、电流信号及接头动态电阻、输入功率与熔核形态密切相关,可用于电阻点焊接头质量的在线监控.     

基于Comsol多物理场仿真的短路工况下变压器轴向电磁力的计算

过大的短路电磁力会影响变压器的安全运行及电网的稳定性。为了计算研究短路条件下变压器绕组的轴向电磁力,本文建立了110 kV/38.5 kV/10.5 kV的变压器“磁场-电路”耦合模型,使用Comsol Multiphysics软件对三相高压对中压绕组短路工况下的变压器进行了仿真,并得到了铁心磁密和内部辐向漏磁磁密的分布,B相高压中压绕组所受的轴向电磁力,以及在不同电流载荷下绕组所受轴向电磁力的变化规律。结果表明,变压器内部辐向漏磁磁密主要集中在绕组端部,峰值可达0.03 T,绕组中间位置,辐向漏磁磁密为0。绕组所受轴向电磁力的频率主要为50 Hz和100 Hz,且随着短路时间的增加,其二倍频特性愈加明显。随着短路励磁电流增加,绕组受到的轴向电磁力也会增大,且轴向电磁力增幅等于电流增幅的平方。     

基于PWM控制的发电机励磁系统

为提高发电机和电力系统的技术指标，将PWM整流技术应用于同步发电机励磁系统，实现了励磁电流低谐玻和励磁功率单元高功率因数转换，提高了发电机供电质量，利用MATLAB平台对系统进行仿真验证。通过与传统可控硅励磁系统对比，采用IGBT实现的PWM励磁系统性能明显提高．结果表明，本设计改善了发电机机端电压波形，功率因数超过0．99，提高了励磁功率单元利用率，减小了励磁电流超调量，同时对抑制输入电流谐波起到良好的作用。     

电流互感器二次线圈串并联使用的误差分析

针对电磁式电流互感器的二次线圈串联或并联使用 ,本文进行了误差分析 ,并得出结论 :串联使用提高精度 ,但带负载能力有所降低 ;并联使用带负载能力提高 ,但精度有所降低