基于方形亥姆霍兹线圈的磁场发生装置设计

为了解决现有磁塑性加工中磁感应强度偏小且磁场分布不均的问题,本文设计了一种磁感应强度大且分布均匀的磁塑性加工用磁场发生装置。首先依据方形亥姆霍兹线圈理论和软磁材料的性能,确定亥姆霍兹线圈结构参数及铁芯和磁轭材料;其次利用ANSYS有限元软件对磁场发生装置进行模拟仿真研究,得出磁轭厚度、工作气隙和磁极端面形状对磁感应强度大小和磁场分布均匀性的影响,通过对模拟结果的分析,确定磁轭厚度为17 mm、衔铁磁头为锥形,且倾角为45°,工作气隙为20 mm。最后,依据理论分析结果,制作了以工业纯铁为铁芯、以纯铜丝作为线圈绕线的三级方形亥姆霍兹线圈的磁场发生装置。当电流为10 A时,通过理论计算得出电磁铁线圈温升369℃,利用特斯拉计测得其中心磁感应强度大于1 T。实验结果证实了本文磁场发生装置设计思路的可行性,为金属磁塑性加工技术的工程应用奠定了设备基础。

一种三轴方形亥姆霍兹线圈磁场发生装置设计

介绍了一种应用于电磁生物实验的三轴方形电磁场发生装置,推导了三轴方形亥姆霍兹线圈磁感应强度表达式,并设计出整套亥姆霍兹线圈磁场发生器。该系统由lab VIEW软件控制单片机产生控制信号,送至LM1875T功率放大电路,输出驱动三轴线圈产生磁场,经磁感应强度检测后送至labVIEW软件显示。该装置的操作简单、功能多样化、人机界面友好,适合于非电子专业的人员操作。

一种正方形亥姆霍兹线圈的设计

介绍了正方形亥姆霍兹线圈磁场的产生原理,研究了线圈内任一点处磁场轴向分量的分布。详细设计了一组三维正方形亥姆霍兹线圈,通过理论计算与实际测试数据分析,实现中心区φ0.15 m的球形空间内均匀性为0.03%,φ0.25 m的球形空间内均匀性为0.07%的磁场环境。

临床应用方形与圆形亥姆霍兹线圈对比研究

为了实现胶囊机器人临床应用,需要设计一种大尺寸的三轴亥姆霍兹线圈,根据圆形和方形亥姆霍兹线圈的结构与物理特性,建立满足人体容纳空间的三轴亥姆霍兹线圈电磁模型,分析了空间磁场的均匀度。以总视在功率为目标函数,通过序列二次规划法对方形和圆形线圈结构参量进行优化和对比,研究结果表明:在中心磁感应强度、内部有效容纳空间和通入交流电流相同时,方形线圈总视在功率最低、均匀度更高,易于装配,总体性能更好。