微波铁氧体饱和磁化强度的测量磁场及剩磁比问题

微波铁氧体的饱和磁化强度Ms是器件设计者选择材料的重要参数之一,但是一些文章常将Bm、Bs与Ms混为一谈,本文旨在讨论这一问题。软磁铁氧体材料因为磁晶各向异性常数K1非常低,饱和磁化场Hs低,其Bs通常由指定测量磁场Hm下测得的Bm(Hm Hs)来确定。为了说明微波铁氧体与软磁铁氧体的不同,给出了小线宽石榴石材料的磁化曲线和微波铁氧体材料的矫顽力,由此推知微波铁氧体材料的饱和磁化场Hs远高于磁滞回线的测量磁场Hm(5Hc 10Hc),相差2 3个数量级。由Li铁氧体的Bm/0Ms(Mm/Ms)63%81%和Mn:YIG的Bm/0Ms 81%86%,说明在Hm下材料磁畴中的磁矩中有14%37%不在磁场方向。因此对微波铁氧体来说,不能像在软磁铁氧体中那样有Bm Bs 0Ms的关系。所以为保证材料被磁化饱和,Ms的测量应该按照IEC60556标准在>300kA/m磁场下进行。最后讨论了经常将剩磁比R=Br/Bm误成Br/Bs问题。

外应力作用下磁致伸缩非晶丝的剩磁比

基于非晶丝的芯壳结构模型,导出了外应力σ作用下磁致伸缩非晶丝的剩磁比mr与σ的关系式。从实验上对这一关系进行了验证。理论与实验很好地相符表明,铁基非晶丝的磁结构可由这一模型来描述。

星载材料极弱剩磁测量方法研究

为解决科学探测卫星星载材料微弱磁性测量难题,本文提出了一种卫星部件极弱剩磁的测量方法,并研制了测量系统。利用屏蔽技术去除外界磁场干扰,在屏蔽系统内搭建了测量系统,使用零场原子磁力仪采集旋转试件的磁场频谱信息,通过小波多分辨分析方法处理得到试件的磁特征数据。研究表明:本文方法可有效提取极弱剩磁信号,且系统稳定度优于1×10^(-12) T/30 min,磁场分辨率优于1×10^(-12) T,磁矩提取分辨量级可达10^(-6) A·m^(2),为整星磁洁净控制和空间磁场高精度探测提供了途径。

考虑CVT输出特性的换流变剩磁测算方法

特高压换流变空载合闸时,其剩磁会改变铁心磁通的大小和方向,极易造成严重的励磁涌流,导致换流变无法正常投入运行。针对换流变剩磁测算,分析电容式电压互感器(CVT)输出数据存在误差是由系统频率变化引起的,根据误差式进行校正并基于电压积分法给出考虑CVT输出特性的换流变剩磁测算方法。在PSCAD/EMTDC中搭建相关仿真模型,对Y、D桥换流变的电压正向、负向峰值处分别进行分闸实验,并根据所提测算方法确定换流变剩磁。利用校正前、校正后以及监测的换流变剩磁完成选相合闸对比实验,实验结果表明所提方法能够有效测算换流变剩磁,为励磁涌流抑制手段提供参考依据。

一种卫星功率继电器剩磁补偿方法

卫星使用功率继电器进行锂离子蓄电池的放电控制,实现了卫星的功率隔离和供电安全,但继电器中的磁性材料可能引起卫星剩磁指标超差。文章针对卫星用继电器引起的剩磁超差情况,开展了继电器在不同安装方式下的剩磁测试,分析了测试数据和超差原因,计算得出了继电器剩磁数值,提出了一种继电器剩磁超差的补偿方法,确认了工艺实施的可行性和可靠性,满足了卫星对剩磁指标的要求,可以为卫星用功率继电器剩磁设计提供参考。

基于感应能量的换流变压器剩磁测量方法研究

铁心中剩磁较多时会引起较大幅值的励磁涌流,导致换流变压器保护装置烧毁或误动作,严重影响其正常运行。为了消除剩磁对换流变压器的影响,本文从换流变压器感应线圈一侧的感应能量变化着手,提出了一种基于感应能量的换流变压器剩磁测量方法,其目的是在对换流变压器施加外部激励的基础上,以换流变压器感应线圈一侧产生的能量变化为计算基础,通过拟合感应能量与换流变压器铁心剩磁关系式对其铁心剩磁进行计算。研究所提出的方法执行简便,操作性强,对换流变压器的影响较小,能够为换流变压器剩磁的测量与消除提供理论依据。

基于铷原子系综的等温剩磁检测系统研究

等温剩磁(isothermal remanent magnetization,IRM)是物质磁性测量分析的重要研究内容之一.然而,常用的等温剩磁测量系统因测量灵敏度低、体积庞大且维护成本高等问题无法满足实际使用要求.因此,设计并研制测量精度高且便于使用的小型化等温剩磁检测系统成为必然,其中,基于铷原子系综的磁场测量技术具有灵敏度高、易小型化等优点.利用该磁场检测技术,设计并搭建了等温剩磁检测系统,着重介绍了磁化装置、剩磁检测装置等核心部件的设计方案,并成功地对采自华东师范大学闵行校区樱桃河附近表层土壤进行了检测,实现了该土壤等温剩磁曲线的测量.研究表明,该系统操作容易且便于维护,在环境磁学、地质勘探和生物磁场测量领域有很重要的应用前景。

基于剩磁技术的管道应力解析方法研究

油气管道是国家重要的能源基础设施,管道的受力状态是影响管道安全运行的重要因素。对管道应力的有效检测可以预知管道破坏的风险。以铁磁性材料微观磁学理论为基础,建立应力与材料剩磁场之间的数学模型,分析了剩磁与应力之间的对应关系,对不同应力作用下铁磁性材料的剩磁效应进行了解析。通过有限元软件对应力与剩磁之间的关系进行了仿真分析。结果表明,应力与剩磁信号之间具有线性对应关系,铁磁性材料的磁滞回线随应力增大而偏移,在较低应力范围内,剩余磁场强度随应力增大而增大,之后随应力增大呈线性下降趋势,剩磁随应力的变化趋势存在一个反转点。通过对管道材料进行受力拉伸试验,验证了理论分析的正确性。

基于空间分辨率的钢制管道裂纹剩磁信号检测方法

针对传统漏磁检测(magnetic flux leakage,MFL)技术难以满足钢制油气管道裂纹检测需求,提出一种剩磁检测(residual magnetic flux leakage,RMFL)技术,直接利用漏磁检测后管壁的剩磁状态实现小开口裂纹的有效检测。相较于漏磁信号,剩磁信号信噪比较低,对传感器的采样频率有更高的要求,因此提出一种空间分辨率方法优化剩磁信号采样频率。首先通过有限元仿真建立管道动态磁化模型,提取裂纹特征数据,并分析其分布规律。其次采用频域分析方法,优化剩磁信号采样频率。最终通过实验验证了基于空间分辨率的裂纹剩磁检测方法的有效性。结果表明,基于空间分辨率的剩磁信号与原始信号高度吻合,在信号波形的极点处均有不失真采样点,保存了原始信号的关键特征,为裂纹尺寸的量化提供了重要的数据基础。该技术可实现管道小开口裂纹的有效检测,工程实用的可操作性强,有助于油气管道裂纹内检测技术的进一步发展。

分闸变压器时铁心磁轨迹反演及剩磁产生

本文中作者研究了变压器分闸时铁心的磁运行,推导了变压器分闸时铁心磁轨迹反演的数值计算公式,经反向递推并迭代得到磁轨迹和剩磁,建立了变压器的实验室模拟平台并试验研究了多种分闸情况下铁心的磁轨迹,分闸后磁轨迹异于退磁曲线,录得剩磁可达饱和磁感应强度的92%,变压器退出运行时先分闸二次侧负载再分闸一次侧,可最小化剩磁和降低合闸涌流。

变压器剩磁的制备及对绕组变形测量的影响

为了研究变压器剩磁的影响,本文作者了提出了一种剩磁的高效制备方法。对变压器绕组反并联二极管,直流激励该绕组后分闸使励磁电流经二极管续流,基于法拉第电磁感应定律推演的离散公式迭代计算得到退磁轨迹和剩磁值。利用该法对饱和磁感应强度2.05T的铁心获得了精确的1.72T剩磁。进而,试验研究了剩磁对变压器三类绕组变形测量的影响。测量短路阻抗时,剩磁虽影响到励磁支路,然而励磁电流的分流仍很小,因而短路阻抗几乎不受影响。在频率响应分析时(FRA),绕组表现为实心绕组,剩磁通过变化的、依赖于频率的磁导率来影响绕组的频率响应:主要影响在2kHz以下的超低频段并引起响应曲线右移,虽然FRA通常建议避开该频段,但由该频段响应的变化可发现剩磁,并能在变压器合闸运行前给出消磁建议;剩磁对更高频段存在略微影响,不足以干扰对绕组状态的判断。

剩磁检测法在汽车火灾原因调查中的不适用性分析

剩磁检测法在汽车火灾原因调查实践中常造成法律纠纷。为探究剩磁检测法能否适用于汽车火灾,根据车辆火灾中金属构件的应用工况开展四项模拟试验,研究剩磁变化规律。结果表明:汽车机舱内电气短路能量难以引起车身剩磁量明显变化;车辆机舱和车身部分位置自身存在较高剩磁值,对剩磁检测存在干扰;火灾过程中的高温作用与火后拖拽维修操作会导致磁性消退,影响车辆剩磁值的测量。最终证实,剩磁检测法不适用于汽车火灾原因的调查与认定工作。

中介轴承剩磁超标的原因及控制方法

某型发动机在定期检查过程中发现轴承间隙超标问题,进行拆解分析排查后发现,中介轴承外钢套和滚珠有磨损痕迹,其原因为外钢套剩磁超标吸附滚珠,使滚珠运动形式由滚动变为滑动,进而严重影响发动机的安全运行,为此,讨论了航空发动机中介轴承剩磁超标的原因及其控制方法。梳理了中介轴承磁粉检测后到装配之间所有能产生强磁场的环节,分析了产生剩磁超标的原因,并通过试验制定了改进措施,以保证装机的中介轴承的剩磁处于标准规定范围内。

低剩磁高Al含量Fe-Al合金的制备及性能研究

低剩磁高Al含量的Fe-Al合金是一类非常重要的金属结构材料,在工业生产中有着重要的用途。现代工业经济的飞速发展,使得对低剩磁高Al含量的Fe-Al合金制备技术和性能的深入研究变得更加重要。作者就低剩磁高Al含量Fe-Al合金的制备技术和性能进行了深入的分析与研究。研究结果表明制取的低剩磁高Al含量Fe-Al合金材料性能优良,可以替代现在使用的晶粒取向Si-Fe合金。

基于励磁电感的变压器铁心剩磁估算

本文中作者分析了变压器铁心剩磁对励磁电感参数的影响,得到剩磁与励磁电感参数的关系特征,提出了一种应用正负双向脉冲激励源进行励磁电感辨识进而得到变压器铁心剩磁的估算方法,并通过试验验证了该方法的有效性。

一种基于变频直流脉冲的变压器剩磁检测技术方案

电力变压器在进行交接、预试等现场试验后,铁心内部往往会有剩磁残留,造成空载合闸期间励磁涌流过大,导致继保误动作。本文对一种基于10A的变频直流脉冲技术的优化方案,可在快速消磁的同时开展蛙跳模糊算法得出剩磁的百分比,在消磁过程中实现剩磁检测功能,消磁方面采用基于剩磁量的闭环消磁控制,可以根据残余剩磁量动态调节消磁电流大小,有效消除了变压器铁心内部残余剩磁。

松辽盆地北部深层火山岩剩磁特征与裂缝定向研究

系统的等温剩磁和热退磁分析表明,松辽盆地深层早白垩世火山岩具有特征剩磁和黏滞剩磁两组剩磁分量,载磁性矿物为磁铁矿.校正后的火山岩特征剩磁方向及古磁极位置与欧亚大陆的白垩纪古磁极位置,在95%置信区间内重叠,佐证了应用黏滞剩磁定向岩芯的方法是可行的.黏滞剩磁定向研究表明,研究区火山岩裂缝主要发育有北东向、北西向、近南北向和近东西向四组,其中北东向和北西向裂缝更占优势.古地磁定向成果与成像测井成果对比,显示出良好的定向效果.

基于等效剩磁法的永磁电动机转子偏心磁场解析计算

转子偏心对永磁电动机的性能有较大的影响。本文基于等效剩磁的方法,利用永磁电动机中标量磁位所满足的微分方程和场量所满足的边界条件提出了静态偏心气隙永磁电动机磁场的解析计算方法。采用该方法计算了一台转子静态偏心的永磁无刷直流电动机在不同偏心率时不同半径处的气隙磁场分布,与有限元计算结果进行了对比,结果表明该方法具有较高的准确性,并得出了相应的结论。

强剩磁强退磁条件下的二维井中磁测反演

强剩磁、强退磁改变了总磁化强度的大小和方向,给磁测资料解释带来困难.为此,本文利用二维井中磁测数据反演磁化强度矢量的二维分布.首先利用井中磁测的磁异常模量反演磁化强度大小的分布.然后,在已知磁化强度大小分布的前提下,拟合磁场分量,反演磁化强度方向的分布.其中,磁化强度大小和方向均用共轭梯度法求解,并通过预优矩阵改善磁化强度大小的反演效果.理论模拟说明,该方法能准确获得磁化强度矢量分布.磁化强度矢量反演结果包括感磁、剩磁及退磁的影响,这为研究强剩磁、高磁化率矿床提供了一种有效方法.