基于人体头部模型的经颅磁刺激反向线圈研究

目的设计了一种新型的反向线圈以提高八字形线圈的聚焦性,同时衰减八字形线圈在头皮处产生的电场强度,减少对人体头部表面的刺激。方法根据反向线圈具有可变的高度和角度的特点,基于真实头部模型,对不同高度、角度和尺寸的反向线圈分别从电场强度、刺激深度及聚焦性3个方面进行分析,并与八字形线圈分析结果进行比较。结果选用合适参数的反向线圈,在头皮处产生的电场强度比八字形线圈减少了34.55%,刺激深度增加了1.6%,聚焦性提高了31.3%。结论使用合适的反向线圈可以减少八字形线圈对头皮处的影响,并提高聚焦性。

双层反向倾斜线圈永磁同步直线电机的设计与优化

提出一种新型线圈拓扑结构--双层反向倾斜线圈,并进行电机结构参数优化以提升永磁同步直线电机(permanent magnet synchronous linear motor,PMSLM)的推力品质。首先,设计双层反向倾斜线圈PMSLM的拓扑结构,采用等效磁化强度法定性分析影响电机推力品质(推力和推力波动率)的主要结构参数。其次,引入机器学习回归建模方法--K-最近邻算法(K-nearest neighbor,KNN),对有限元计算产生的样本数据进行回归拟合,建立电机高精度快速计算模型。最后,采用粒子群算法以平均推力提高、推力波动率降低为优化目标对拟合模型进行迭代寻优,得到最优的电机结构参数。实验证明了所提电机结构设计与优化方法对推力品质提升的有效性。

基于恒定互感的MCR-WPT系统高偏移容忍度磁耦合机构设计与优化

在磁耦合谐振式无线电能传输系统中,针对线圈间水平方向偏移时互感骤降而导致的系统运行稳定性问题,本文设计了一种具有高偏移容忍度的对称反向串联线圈(symmetrical reverse series coil,SRSC)磁耦合机构。SRSC结构的接收线圈采用两个同心圆形线圈反向串联连接,在没有额外增加任何谐振补偿网络和辅助控制装置的情况下,能够大幅度提高系统在任意水平方向上的偏移容忍度。本文首先提出一种空心圆形线圈在偏移工况下的互感计算方法,然后分析SRSC磁耦合机构的结构特性和互感特性,并提出一种基于恒定互感的磁耦合机构优化设计方法。仿真和实验结果验证了理论计算分析的正确性,SRSC结构能够有效解决无线电能传输系统线圈水平方向偏移的互感剧烈波动问题,使系统在发射线圈外径50%偏移范围内仍能保持高效运行,提升了系统的稳定性。