用于直接测量磁热效应脉冲磁体的理论设计

采用经典电磁场、有限元数值计算两种方法，设计了一种用于磁热效应直接测量的脉冲螺线管磁体，在螺线管磁体中心处，磁感应强度的计算值及测量值均在2．2T(180A电流时)，且它们之间的误差很小；在以螺线管中心为球心，直径为10mm球内，磁感应强度的均匀度优于1％，达到了脉冲磁体的设计要求。     

软,硬双相永磁体中的静磁作用

从磁性粒子的静磁场出发,分析计算了由软,硬磁性两相粒子随机混合的双相磁体中的静磁作用,计算得出：取向的硬磁粒子施加于磁体中软磁相上的静磁场,在磁化方向上的分量为１个正值,它正比于硬磁相的体积分数及其饱和磁化强度,其作用将提高软磁相的矫顽力。     

舰船电力系统用1 MJ高温超导储能磁体设计研究

介绍了舰船电力系统用的1MJ螺管型高温超导储能磁体的设计优化步骤，给出了用Bi-2223超导带进行1 MJ磁体线圈的设计和优化结果，分析了高温超导体的各向异性对磁体临界电流的影响，讨论了储能容量一定的多螺管磁体系统在漏磁、储能密度和所需超导线材方面的变化。     

直接冷却超导磁储能磁体加载实验与热分析

阐述了35 kJ高温超导磁储能系统及其实验装置,通过对直接传导冷却超导磁储能磁体进行电流加载实验,对磁体进行了动态热分析.研究表明:在变流器对超导磁储能磁体充放磁储能过程中,磁滞损耗是功率损耗的主要部分,对磁体温升影响最大;减小变流器直流侧频率有利于抑制磁体温升.基于热稳定性分析了导冷结构的优化因素,指出直接冷却导冷结构应强化关键部位(磁体上部)的传热,以减小磁体轴向温差.     

抗磁性磁悬浮轴承装置的研究

对运用抗磁材料的磁性轴承,一般通过实验装置来研究其轴承的静态平衡和负载能力及其动态特性。本文所设计研究的实验装置由1个1.010 5 g的NdFeB柱形永磁转子,NdFeB偏置磁体和抗磁材料石墨构成,并对其进行了抗磁轴承负载的有限元计算,计算结果表明与解析式所计算的结果是一致的。     

带有多角形铁轭自屏蔽的MRI超导磁体的优化设计

以八角形铁轭为例，提出了具有多边形铁轭自屏蔽ＭＲＩ超导磁体的优化设计方法，方法基于磁场的球谐波分解，通过优化磁体主线圈的几何参数，消除磁中１２次以下带状谐波磁场分量，对于田形球谐波磁场采用校正线圈或铁磁元件进行校正，多形铁轭磁化磁场的计算采且三维非线性积分方程法，然后根据空间磁场的分布用最小二乘法进行球谐波分解，计算中考虑了铁轭磁化的对称性和周期性变化的规律使方程的阶数大大降低，减少了计算时间，可     

硬磁/软磁多层膜的成核场、磁滞回线、磁相图和临界厚度

本文通过微磁学方法,较为系统地研究了同组合的硬磁/软磁多层膜的磁矩分和磁滞回,并出了成核场以及成核场和钉扎场分离的软磁厚度（临界厚度）的解析公.研究发现,当软磁厚度Ls较小时,钉扎场与成核场一致,磁滞回为矩形,对应的磁为刚性磁体;随着Ls增大,钉扎场与成核场发生分离,磁滞回在第二开发生倾斜,磁由刚性磁体变为交换弹簧磁体;随着软磁厚度进一增大,硬磁和软磁的磁矩反转对独立,磁由交换弹簧磁体变为退耦合磁体.解析推导表明,临界厚度和硬磁的磁晶异性的平方成反比,这一点与Kneller的估算公一致.据临界厚度的解析公,我们计算了同材料的临界厚度,并与实验值和Kneller等人的估算值进行了比较,探讨了差别产生的原因.     

磁场强化竖直平板自然对流传热特性研究

【目的】研究梯度磁场对竖直平板自然对流散热的影响,以提供一种强化竖直平板对流散热的新方法。【方法】构建磁致自然对流数学模型并编制相应的有限元程序;分析不同磁体剩余磁通密度、不同磁体位置情况下磁场强化竖直平板自然对流的传热规律;比较有无梯度磁场情况下竖直平板自然对流的传热特征。【结果】当磁体剩余磁通密度B_r>1 T时,竖直平板的对流传热能力随着磁体剩余磁通密度的增大而增强;当磁体位于竖直平板下端时,磁体对自然对流散热影响最大;两组磁体情况下比单组磁体情况下竖直平板的对流散热能力强。【结论】施加磁场可以强化或控制竖直平板自然对流散热。     

钕铁硼磁体不可逆磁损失的近似普适规律

在钕铁硼磁体磁性近似普适规律的基础上,研究了不可逆磁损失的近似普适规律,得到不可逆磁损失近似普适规律的数学表达式.如果给出样品的退磁曲线和样品内的退磁因子,就可以估算样品在200℃以下的不可逆磁损失,而且不需要对样品进行加热处理及其后的测量,得到的计算结果与实测结果相吻合.     

混合编程与FORTRAN计算程序图形界面的实现

针对FORTRAN语言计算效率高而图形功能弱,VisualBasic(VB)计算效率低而图形功能强的特点,采用VB和FORTRAN2种语言混合编程,充分利用各自的优点,实现FORTRAN计算程序资源的再利用．此外,探讨了2种实现FORTRAN计算程序可视化的方法一是通过磁盘文件在VB程序和FORTRAN程序间交换数据,并借助WindowsAPI(应用程序编程接口)函数实现FORTRAN外壳程序在VB中同步运行,使FORTRAN外壳程序的计算结果在VB图形界面上显示;二是将FORTRAN程序转化为动态链接库函数,通过函数参数传递使VB程序和FORTRAN动态链接库函数之间交换数据,将FORTRAN的计算结果在VB窗体上显示并进行作图处理,从而实现了FORTRAN计算程序的图形界面及计算结果的可视化     

基于正交试验的永磁有刷直流 微电机齿槽转矩波动的稳健设计

针对齿槽转矩波动影响电机控制精度的问题,提出了基于正交试验的永磁直流微电机齿槽转矩稳健设计方法.以永磁有刷直流微电机为对象,建立基于有限元软件ANSYS的电机二维静态磁场分析模型.将电机齿槽转矩波动幅度作为望小特性,考虑齿楔角误差、气隙长度偏差、计算矫顽力偏差的噪声因素影响下,综合优化齿宽、齿楔角、槽底半径、永磁体中心角和永磁体计算矫顽力.将优化结果与原始设计方案作对比分析,结果表明:与原始设计方案相比,稳健设计后的齿槽转矩波动幅度的信噪比提高了43.5%,因此,电机齿槽转矩的波动幅值对外界干扰的影响更加稳健.     

基于ANSYS的回旋加速器主磁铁优化设计

基于ANSYS软件的建模与磁场有限元分析功能,实现了回旋加速器主磁铁的优化设计.给出了由滑相角度估算磁极张角修正量的方法,根据滑相角度计算磁场沿圆周的平均值与等时性场的偏差;为消除此偏差,将磁场沿圆周的分布做硬边界近似,估算出磁极几何尺寸(磁极张角)的修正量.利用ANSYS软件创建和修正磁铁模型,计算磁场;通过束流动力学分析给出设计磁场与等时性磁场的偏差,据此对磁铁进行不断修正,实现磁铁的优化设计计算.为完成上述功能,开发了应用软件CMEF,把ANSYS自动建模计算程序和束流动力学计算程序集成在一起,形成一个完整的回旋加速器主磁铁优化设计软件.     

SMC爪极永磁电动机的设计特点

在简要分析开发软磁铁粉材料 (SMC)永磁电动机前景的基础上 ,设计并制造了一台以SMC材料为定子铁心的爪极永磁同步电动机 ,建立了电机的等值磁路图并进行了磁场分析 .采用三维有限元数值方法进行了磁场计算 ,计算结果得到样机试验结果的验证 .介绍了SMC爪极永磁电动机样机的结构及设计特点     

超磁致伸缩驱动微泵的磁场优化分析与实验验证

为使超磁致伸缩驱动微泵中超磁致伸缩材料(GMM)棒获得最佳的磁致伸缩性能,在ANSYS Maxwell软件中建立双线圈式驱动磁场、外线圈内永磁体式驱动磁场、内线圈外永磁体式驱动磁场模型,进行仿真分析,得到三种情况下微泵轴线上平均磁场强度和磁场均匀度,并通过试验验证优选结构的磁场强度和均匀度。结果表明:外线圈长度L_(q1)=104 mm,厚度d_(q1)=12.5 mm;内线圈长度L_(q2)=104 mm,厚度d_(q2)=12.5 mm的双线圈式驱动磁场相对于外线圈内永磁体式和内线圈外永磁体式平均磁场强度提高了117%和8.6%,磁场均匀度下降4%。试验结果与仿真结果基本吻合,验证了仿真模型的正确性。     

基于ANSYS的爬壁机器人永磁轮吸附装置的设计与优化

为解决钢质壁面与永磁轮之间吸附性能弱的问题,通过有限元分析方法研究永磁吸附装置,在永磁体尺寸不变的前提下对磁路展开优化,设计一种磁极同名阵列排布的新型永磁轮。对该吸附装置进行数值仿真分析,得到不同条件下永磁轮与钢制壁面之间的吸附力及轮磁通密度矢量图,借助于仿真软件对永磁轮的合理性进行验证,并对轭铁厚度和钢制壁面间不同气隙进行数值仿真,选取最优值,为爬壁机器人永磁吸附结构设计及优化提供参考。     

合肥储存环光学速调管的磁场数值模拟

根据均匀磁化法,推导出了菱柱形磁块磁场分布的分析表达式,对光学速调管的磁极间隙内磁场进行了数值模拟,给出横向磁场的轴向分布和横向分布,计算了横向磁场的均匀度,并且根据模拟数据计算了光学速调管色散段的特征参数随磁极间隙大小的变化。     

永磁同步电动机电磁场计算中定转子空间相对位置确定的研究

采用通用有限元软件对永磁同步电动机电磁场分析时,存在着电动机定、转子轴线相对位置未知的问题,而确定这个相对位置是任意负载下磁场计算的前提.本文通过研究电动机电磁量之间的关系找到特定内功率因数角下气隙合成电势和内功率角的特征.提出一种相当于逆问题分析的处理方法,在不同定子电流初相位下进行计算,搜寻对应于特定内功率因数角磁场分布,从而求得定转子空间的初始相对位置.     

磁感应脉冲的实验研究

分析了条形磁铁沿线圈轴向匀速通过线圈时感应引起的电压脉冲。通过实验获得了磁铁的磁偶极矩。     

回旋加速器磁场若干参数的有限元分析

以一台小型医用回旋加速器为例,使用ANSYS软件进行磁铁三维分析,讨论了磁铁各参数,包括谷区深度、角度、磁极间隙、线圈形状等对中平面上磁场的影响,总结了变化规律,对回旋加速器磁铁的分析设计有一定指导意义。     

交流伺服控制系统电机参数闭环辨识方法研究

通过分析永磁同步电机d-q坐标轴数学模型,提出一种交流伺服控制系统闭环辨识电机交直轴电感、定子电阻、转子磁链的方法,分析了非正弦磁通造成的电机模型误差、功率器件的开关死区和编码器的电机转子位置反馈延时等对参数辨识精度的影响,并给出了相应的补偿方法。实验结果表明,补偿后闭环辨识得到的电感随电流的变化曲线与有限元分析结果基本吻合,辨识出的电阻和磁链与实际测量和计算值偏差很小,证明了该文参数辨识及补偿方法的有效性。由于所辨识到的参数是控制电机运行时的等效参数,因此该文方法对控制器及电机的设计改进提供了依据。