传感器轴承多极环形磁体磁场有限元分析

首先基于ANSYS对传感器轴承的环形磁体进行建模并定性和定量地分析了沿x轴方向上的磁感应强度变化,然后将这一结果与理论推导计算进行对比,从原理和方法上比较了两者的异同以及对磁体表面磁场强度的影响,最后对传感器轴承多极环形磁体表面的磁场进行分析,探讨了实际加工生产的多极环形磁体对传感器轴承输出精度的影响。

辐射状取向铁氧体环形磁体的放尺计算与开裂分析

本文分析了辐射状取向的环形磁体在收缩过程中所产生的牵连作用,进行了数学推导,得出了内外径放尺系数与材料特性及几何尺寸相关的函数表达式.

10MJ高温超导环形磁体电磁优化设计

随着超导技术的发展,大容量、高场强的高温超导磁体已成为未来超导磁体的主要发展方向。文中以10MJ高温超导环形磁体为研究对象,以磁体的总用线量为优化目标,采用二代YBCO带材进行了环形磁体的电磁优化设计,利用遗传算法和有限元建模获得了磁体的最小总用线量,分析了在满足磁体储能量的情况下,线圈的内直径和线圈个数对环形磁体临界电流、总用线量的影响。

基于磁-路耦合分析法的高温超导环形储能磁体电磁优化设计

高温超导磁储能（HTS-SMES）系统可将运行温区提高到20-77K,极大地降低了制冷成本.高温超导储能磁体作为HTS-SMES系统的核心部件,其电磁优化设计显得尤为重要.应用REBCO涂层导体,采用储能密度大、漏磁场小的环形磁体构型,利用磁-路耦合分析方法,对高温超导环形储能磁体开展设计研究.提出一种基于Matlab与COMSOL联合进行高温超导环形储能磁体电磁优化的设计方法,分析了环形储能磁体在运行工况下的磁感应强度及漏磁场情况,得到了给定总用线量以及一定运行温度下储能量所能达到的最大环形储能磁体结构参数.优化结果表明,在总用线量和运行温度一定的条件下,不同单元线圈数目的环形储能磁体所能达到的最大储能量差别较小,而且随着单元线圈数目的增加储能量呈现先增加后减小的趋势.利用该电磁优化设计方法,能使环形储能磁体的储能量得到较大的提高,在寻找储能量最大值所对应的结构参数计算方面效果良好.

两极平行充磁环形永磁体磁场解析计算

针对内装不导磁心轴的两极平行充磁环形永磁体,在极坐标系下推导了当它置于定子腔和空气中两种情形下产生的磁场解析计算公式。根据材料和结构特点,将整个求解场域划分为不同的区域,分别用对应的控制函数来表达,通过求解拉普拉斯方程或泊松方程获得各区域的矢量磁位通解,利用边界条件和接口条件求解通解中的相关系数,得到各区域磁场分布的解析模型。以一台内装不导磁心轴的2极24槽平行充磁环形永磁同步电机(RSPMSM)为例,将磁场分布的解析计算结果与有限元计算结果进行对比,验证了解析模型的正确性。基于该解析模型讨论了转子尺寸对径向磁密的影响。利用该解析模型可以在该类永磁同步电机初始设计前期快速且精确地计算开路静磁场,还可以评估该类永磁转子的充磁结果。

环形永磁体无刷直流电动机磁场分析及参数计算

小体积的永磁电机考虑到制造工艺及成本,其转子一般会采用多极的环形永磁体。随着家电及信息产业的发展,环形永磁体在小型永磁电机中的应用越来越广泛。通过Ansoft有限元对整数槽和分数槽环形永磁体无刷直流电动机气隙磁场波形、谐波含量进行分析,对比了与表面贴装式磁钢的区别,并利用有限元对漏磁系数、极弧系数等参数进行计算,得出相应的分析数据。

磁悬浮加捻机构中环形永磁体的磁场计算

为研究环形永磁体外部磁场的分布特性,以轴向均匀充磁的永磁环为研究对象,基于永磁体的分子电流假说,应用毕奥-萨伐尔定律求解实心永磁环磁场分布的全椭圆积分形式表达式,再根据矢量叠加原理,由实心永磁环磁场分布的计算公式得到空心永磁环磁场分布的解析表达式。对比单块空心永磁环外部磁场的解析计算结果、有限元仿真结果和试验结果发现,解析计算公式可以很好地反映永磁环外部磁场的分布规律,且三者的相对误差不超过7.3%,证实了环形永磁体外部空间磁场解析计算公式的准确性。

多极环形永磁体的应用与进展

介绍了多极环形永磁体的特点、制造过程中的磁场取向方法、应用及发展概况。介绍的重点是烧结永磁铁氧体,对注塑永磁铁氧体、粘结钕铁硼和烧结钕铁硼磁体只是相关地作了附带介绍。

圆环形永磁片产生的磁场的解析计算及其磁化强弱的检查

介绍沿轴向充磁的圆环形永磁片产生的磁场的解析计算方法,得出与圆环形永磁片同轴的圆所包围的磁通量和场内各点磁感应强度的计算公式,并与现有公式做了比较。这些公式为通过测量圆环形永磁片产生的磁场来检查它磁化强弱的工作提供了理论依据。

新型永磁隔振器的隔振性能分析与实验研究

在超精密加工、IC制造、光学、高端的物理及化学试验中,隔振器已经成了许多设备的一个关键部件,隔离来自地面和设备内部的振动。随着稀土永磁材料的迅速发展,永磁隔振器已成为国内外研究的热点之一。本文将采用环形永磁体提出了一种新构型的永磁隔振器;根据环形永磁体的磁力和刚度的解析模型对隔振器的隔振性能进行参数化分析,确定了该隔振器磁环的结构参数。作为新型永磁隔振器的试验研究,搭建了永磁隔振试验台,通过理论计算和试验证实了该磁浮隔振器在其最大承载能力时具有良好的低频隔振性能。

配电网中高温超导储能系统(HTS-SMES)的电力集成应用

提出了一种用于配电网模块式集成的高温超导储能系统(HTS-SMES),设计了级联式1MJ/500kVA/10kVHTS-SMES的系统结构和运行原理。模块式高温超导储能系统(SMES)的电力集成主要包含3部分,一是MJ级的高温超导储能磁体,设计了12单元模块组合式环形高温超导储能磁体,解决了其漏磁场问题;二是用于磁体直流电流与逆变器直流电压变换的DC-DC换流器,提出了一种不对称级联式电流调节器,解决了其关断损耗问题;三是用于直流电压与交流电压变换的并网DC-AC逆变器,采用了级联式逆变器结构,解决了高压和波形质量。最后,对于1MJ/500kVA/10kV模块式集成SMES进行了仿真试验,验证了其有效性。

考夫曼离子源多极磁场结构设计与数值模拟

论述了考夫曼离子源中两种磁场结构的特点。在采用多极磁场的离子源中,由于放电室内低磁场区的存在,可获得均匀性好的离子束流。采用环形永久磁体改进设计了考夫曼离子源的多极磁场,简化了磁路结构。运用Ansoft软件对多极磁场进行了数值模拟,结果分析表明设计是可行的,为该类型离子源的磁路优化设计提供了理论依据。

磁悬浮飞轮电池系统中悬浮斥力研究

磁悬浮飞轮电池具有功率密度大、充电快、寿命长等特点.而永磁体之间斥力是支撑飞轮悬浮的力源之一,是储能系统实现高效运行的必要条件。本文首先对内、外径分别为70 mm、91 mm,厚度为4 mm的圆环形永磁体建立3D静态场有限元模型,分析了永磁体及周围磁感应强度分布;然后通过三维瞬态场研究其在距离、厚度、内外半径以及介质材料对永磁体之间斥力的影响,并针对改变介质材料使永磁体间的斥力出现不同的原因进行了比较详细的分析;最后通过实验测量,结果与仿真相符。

利用学生心理特点搞好实验教学

利用学生心理特点搞好实验教学●河北唐县第二中学马占杰多年的教学实践使我体会到：初中生具有好奇、好问、好动和好胜的心理特点。在实验教学中，恰当地利用这些特点，能够有效地激发学生的学习兴趣，提高他们的能力，对于搞好实验教学起着至关重要的作用。本文从这四个...

胶囊机器人驱动磁场的建模与测量

随着微创和无创诊疗技术的发展,磁控胶囊机器人成为了胃肠道内窥镜医疗领域的研究热点,在胃肠道实时诊断和治疗中具有广大的应用前景。本文对外部径向充磁永磁体空间磁场分布规律开展研究,采用等效磁荷法建立了磁场数学模型,并在MATLAB中编程对磁感应强度进行数值计算,且基于ANSYS软件建立了数值仿真模型。开发了胶囊机器人驱动系统和霍尔式磁感应强度测量系统,实现对环形永磁体旋转时径向磁感应强度的测量。实验结果与理论计算、数值仿真结果吻合较好,验证了模型的准确性和可靠性。本研究揭示了环形永磁体外部磁感应强度分布规律,发展了磁场测量和预测的方法,为永磁体磁性参数的确定与优化、胶囊机器人的磁驱系统建模和运动控制研究奠定了基础。

高温超导环形储能磁体参与电网AGC调频服务的经济性分析

为提高区域电网整体调频能力,满足电网稳定性要求,将高温超导环形储能磁体应用到电网进行AGC调频服务。本文首先建立了参与电网AGC调频服务的高温超导环形储能磁体模型,并提出了储能系统的成本模型、补偿效益模型及净收益模型,然后在调频储能电站净收益最大化控制策略的约束条件下,基于电网实际下发的典型日某时段AGC指令,对净收益模型进行时序仿真,求解净收益的最优值。最后针对不同容量、不同使用寿命的储能系统进行了经济性评估,为高温超导储能磁体系统的调频规划、高效经济运行提供有效参考。

实心转子永磁同步电机电枢反应磁场的谐波式解析解

针对三类实心转子分布绕组永磁同步电机,在极坐标系下,推导了电枢反应磁场的解析表达式。从气隙中单根线电流所产生的磁场入手,进而得到载流线圈在气隙中产生的磁场,最后获得三相绕组在气隙中产生的合成磁场。与有限元法结果的对比验证了该解析方法的正确性。解析表达式以各次谐波成分表示,适用于任意极槽配合以及任意绕组层数的同类实心转子永磁同步电机,形式简洁,方便于电磁转矩、转子偏心气隙磁场、电磁损耗等电机特性的分析。

胶囊机器人磁驱动力建模与测量

可吞式无线磁驱胶囊机器人在胃肠道内的诊疗效果与机器人受到的外部磁驱动力密切相关。本文建立了外部磁驱动力的理论模型,基于等效磁荷模型推导了两径向充磁环形永磁体相互作用的数学表达式,采用自适应递归式计算方法开展了数值计算。此外,发展了环形永磁体间磁力实时测量方法,并开发了磁力-间距同步测量仪器开展实验研究,且建立了3D环形永磁体有限元仿真模型。实验测量磁力-间距关系曲线与理论计算和有限元仿真结果吻合较好,误差小于4%,验证了理论模型和有限元仿真模型的准确性和可靠性。通过参数分析,揭示了胶囊机器人内置永磁体长度、厚度和体积对磁力的影响规律。研究结果为精准驱动胶囊机器人在胃肠道内运动奠定了理论基础。