高功率激光装置中瞬态磁场信号的研究

现有高功率激光装置中瞬态磁场测量装置未考虑屏蔽性能和信号还原。为了准确地对打靶后产生的瞬态磁场进行分析,根据瞬态磁场的频率范围和特点,基于电磁感应原理,采用黄铜作为屏蔽材料,利用皮革作为绝缘材料,设计并研制了一款适用于高功率激光装置中瞬态磁场测量的传感器。频率响应达到500 MHz,完成了相应瞬态磁场的测量,为高功率激光装置的电磁干扰、电磁兼容方面研究提供了测试手段和数据支撑。

光纤瞬态磁场传感器的研究及其应用

为了对超高压变电站的开关瞬态磁场进行有效的测量,该文研制了一套光纤瞬态磁场传感器。采用单匝线圈作为磁场探头,利用光纤作为信号传输通路,解决了强电磁干扰环境内的瞬态磁场测量问题。提出了数字频率均衡方法,满足了变电站开关瞬态磁场测量对传感器的宽频带要求。实验室测试和现场应用表明,该传感器在频带宽度、测量范围、线性度和抗电磁干扰性能等方面,均可满足变电站开关瞬态磁场测量的要求。将该传感器应用于我国某500kV变电站开关操作和电抗器投切操作产生的瞬态磁场测量,取得了满意的结果。

计算电磁铁三维非线性瞬态磁场数学模型的研究

在涡流区采用修正向量磁位（ Ａ＊） ，非涡流区采用标量磁位（ψ） ，将体分布的激磁电流合理假设为面分布电流，用Ａ＊ － ψ法数学模型进行有限元计算。

水下航行器永磁直流电机瞬态磁场数值模拟

水下航行器在海洋中已得到广泛应用,而电动力水下航行器较热动力水下航行器由于具有结构简单、维护方便等优点应用更广泛。应用有限元分析软件Magnet,对某型电动力水下航行器推进用永磁直流电机有无负载时内、外磁场进行了数值模拟,所获得的结果可用于分析电机漏磁场对其周围电子仪器设备的干扰。

螺线型爆磁压缩发生器的初始瞬态磁场分布

研究了螺线管型爆磁压缩发生器中金属套筒的一维磁扩散模型,分别导出了不同边界条件下的近似解析表达式,分析了瞬态磁场分布的特点,指出了经典趋肤深度计算公式的高频局限性,得出了能够同时反映高频与低频特性的磁场分布与相应趋肤深度的近似解析结果.

电磁轨道炮发射过程中系统瞬态磁场辐射特性研究

主要针对电磁轨道炮发射过程中百千安级脉冲大电流引起的瞬态强磁场的对外辐射特性进行研究,基于CST软件建立了电磁轨道炮发射系统准静态磁场特性分析模型,研究了电磁轨道炮发射过程中探针位置与瞬态磁通密度辐射的影响规律及频率特性,线缆对外辐射的磁通密度略大于汇流排对外辐射的磁通密度。基于RE101要求,改进频谱仪和环天线测试系统实现瞬态磁场频域测试,获取了发射系统周围的磁通密度,实测数据与仿真数据趋势一致、吻合较好,主要磁场辐射均集中在1 kHz以下,仿真和实测方法均可为电磁轨道炮系统的电磁兼容性设计提供参考,有助于电磁轨道炮系统合理布局。

直线压缩机电机的瞬态磁场分析

动磁式直线压缩机具有高效、结构相对简单的特点。由于直线压缩机活塞与气缸壁之间的正压力很小,因此应用于直线压缩机的自润滑材料具有很长的寿命。采用有限元分析方法,对压缩机用直线电机进行了瞬态磁场计算,得到了直线电机的运行情况。分析表明直线电机设计较为合理,其运行可以满足压缩机基本的要求;分析了直线电机永磁体偏移所造成的影响,永磁体偏移0.1 mm造成的侧向力大小达轴向力大小的13%。

MOSFET开关变换电路换流过程的瞬态磁场能量密度的计算

为进一步明确电力电子电路开关瞬态过程的干扰特性 ,基于传输线理论 ,首先解决了瞬态电流环路磁矢量势计算中所遇到的难题 ,并在此基础上提出了一种瞬态场时域解析模型 .在进行高精度计算时 ,该模型与数值方法相比具有高效的特点 .最后以MOSFET开关电路为例 ,计算了该开关在关断瞬间瞬态磁场的变化规律 ,并计算了瞬态磁场能量密度 .本模型的建立为电力电子电路的电磁兼容性设计提供了依据 .计算结果与实际结果均表明 ,瞬态电流在本文所提出的实验回路中的传输时延虽为纳秒级 。

基于磁通门的爆炸场瞬态磁场测量方法研究

针对爆炸场中的电磁场测量需求,研究一种基于磁通门的瞬态磁场测量方法。将磁通门传感器与采集存储电路集成为微型的测试节点,通过多节点的测试网络以实现对电磁场分布的测量。测试节点以FPGA为控制核心,具有工作参数可编程功能。利用亥姆霍兹线圈标定了测试节点的静态特性,并在爆炸场进行了电磁场测量试验,结果表明该测量方法可适用于爆炸场中的电磁场测量。

基于磁阻传感器的三维瞬态磁场记录仪的研制

随着智能变电站的发展,变电站二次设备的瞬态电磁干扰问题越来越引起人们的关注。为了研究变电站开关操作时的瞬态磁场,本文基于各向异性磁阻(AMR)传感器研制了一套高速大容量三维瞬态磁场记录仪。该仪器测量频带为DC-5MHz,动态范围20m Gs到6Gs,线性度大于97%,测量误差小于3%,存储深度大于50ms。测试和现场应用表明,该瞬态磁场记录仪在动态范围、线性度和抗电磁干扰性能等方面,基本满足变电站瞬态磁场测量要求,各项指标均达到设计要求。

基于时步有限元法的发电电动机瞬态磁场分析

为研究抽水蓄能发电电动机复杂的电磁能量转换过程,快速准确的求解电机内部的磁场分布,文章以广蓄B厂一台发电电动机为例,通过时步有限元方法和气隙分界面的线性插值方式,对发电电动机的瞬态磁场进行求解,对电机内部的磁场分布进行分析,并对比仿真计算的绕组感应电流和额定运行电流,验证计算结果的准确性。结果表明,该仿真计算方法能够快速准确的求解瞬态磁场,并得出工程实际满意的解。

二维瞬态磁场有限元建模及计算

有限元法作为一种强有力的工程分析方法被广泛地应用于各种研究领域。对于电气工程领域,有限元法同样是用于各类电磁场、电磁波工程问题定量分析与优化设计的最主要的数值方法,并且无一例外地是构成各种先进、有效的计算软件包的基础。在有限元法的基础理论、应用技术及其应用于解决电磁装置的瞬态过程分析等相关方面进行了深入的研究与探讨,该工作对于发展瞬态电磁场问题的数值计算方法具有重要的意义。

飞机和风机叶片除冰用脉冲线圈结构对瞬态电磁场影响研究

在飞机和风机叶片电脉冲除冰中,为了提高线圈的脉冲效果,降低除冰装置质量,实现系统的微功耗设计,需要优化线圈结构。脉冲线圈作为脉冲除冰、脉冲焊接等应用中能源转换的关键部件,其瞬态电磁场求解复杂,一般难以得到解析解。为了研究线圈结构参数对脉冲效果的影响,该文通过推导脉冲线圈的场-路数学方程,建立脉冲线圈和目标物的物理模型,并采用有限元软件对脉冲线圈的瞬态电磁场进行计算,得到脉冲线圈电磁参数时变特性。通过脉冲线圈的脉冲冲量试验对模型的准确性进行验证,在此基础上,分析线圈匝数、截面尺寸和线圈匝间距等结构参数对脉冲电流、脉冲力、脉冲效果的影响,为电脉冲除冰应用微功耗化设计提供优化思路和技术路线。

特高压直流换流站二次设备空间瞬态磁场监测技术

为了解决特高压直流换流站二次设备空间瞬态磁场受到无线电干扰后强度不明确的问题,提出了特高压直流换流站二次设备空间瞬态磁场监测技术研究。基于换流站二次设备空间瞬态磁场数据采集程序,根据电磁辐射示意图,计算换流站二次设备空间的电场强度和电磁辐射强度;将开关电弧简化成直导线,计算二次设备空间瞬态磁场强度,结合换流站二次设备空间瞬态磁场监测算法,实现了换流站二次设备空间瞬态磁场监测。测试结果表明,提出的方法可以有效监测二次设备空间瞬态磁场强度,监测瞬态磁场的无线电受干扰水平在10~25 dB·μV/m之间,满足标准干扰水平的要求。

舰船雷击瞬态电磁场时空分布特性

针对舰船在遭受雷击时表面瞬态电磁场分布特性问题,搭建了舰船雷击瞬态电磁计算模型,计算研究了舰船不同位置注入雷电流A分量时,舰船表面电磁场分布与雷击路径、雷击电流波形以及舰船空间位置等的关系。研究结果表明:舰船表面电场强度和磁场强度波形的变化与雷击电流波形密切相关,雷击电流达到峰值时,舰船表面电场强度和磁场强度达到最大值;舰船表面的电场强度和磁场强度,在雷击点附近最大,整体上随与雷击点之间距离的增大呈指数衰减关系;雷电流泄流路径越短越宽,路径上电场强度和磁场强度衰减速率相对越快,磁场强度随距离变化的衰减速率大于电场强度。此外,曲率半径小的舰船结构,表面电磁场强度相对较大,舰船墙壁与甲板交界处电磁场强度较小,墙壁与甲板起到了电磁屏蔽作用。

深槽鼠笼异步磁力联轴器瞬态气隙磁场有限元分析

为得到深槽式鼠笼异步磁力联轴器工作时的扭矩变化情况,对其瞬态气隙磁场进行了模拟研究.基于对磁力联轴器的瞬态理论分析,借助Ansoft对影响深槽式鼠笼异步磁力联轴器瞬态气隙磁场的主要因素:永磁体磁极数、永磁体厚度、气隙厚度、内转子槽数以及槽的长宽比(槽深与槽宽的比值)进行了二维和三维模拟分析,并通过试验验证了三维模拟分析的正确性.结果表明:在一定的外形尺寸条件下,取磁极数为14极,永磁体厚度为8 mm,槽数为24槽,槽的宽长比0.42时,输出转矩达到最优;在宽长比中槽深对转矩值的影响较为显著,当槽深为18 mm时,达到最大输出转矩.该结果对深槽式鼠笼异步磁力联轴器的进一步优化具有指导意义.

瞬态弱磁场测量系统的研究

为评估变电站内瞬态电磁干扰对保护和控制设备的影响及所用防护措施对干扰抑制的效果,须测试分析瞬态干扰,故而开发了一套频率范围0.1～100MHz,幅值范围0.005～50A/m的瞬态弱磁场测量系统,并在电磁脉冲模拟器下进行了初步标定。实验结果表明该测量系统满足瞬态弱磁场测量的要求。

低强度瞬态电磁场下动物细胞的电穿孔效应

用低强度瞬态电磁场 (TransientElectromagneticField ,TEMF)处理动物细胞后 ,一些胞内蛋白可以溢出细胞 ,荧光标记抗体蛋白 (IgG)可以进入细胞 ,通过扫描电镜观察到红细胞膜上有电致孔洞 ,证实了低强度瞬态电磁场作用能引起电穿孔 .

瞬态电磁场对屏蔽电缆的耦合机理

为了研究瞬态电磁场对屏蔽电缆的耦合机理,提出了区域分解时域有限差分法。基于法拉第定律的积分形式推导出了圆柱坐标系下三角形网格内磁场分量的FDTD差分方程,获得了屏蔽电缆不同截面上电磁场分布和屏蔽层上电流密度分布的规律。初步研究表明快速瞬态电磁场难以透过电缆屏蔽层耦合电缆芯线,缝隙耦合可能是瞬态电磁场耦合电缆的主要途径。

变电站瞬态电磁场耦合二次电缆数值方法研究

提出瞬态电磁场耦合细线问题的三维时域有限差分(finite-difference time-domain,FDTD)数值方法的一种改进模型。基于电磁散射理论推导出有限长直细导线终端以及拐角附近的电磁场分量的离散方程。利用改进模型计算电磁脉冲激励下双导体传输线终端负载上的电流电压响应,并进行实验验证。结果表明计算结果与实验结果吻合较好,说明改进的三维FDTD数值模型对研究瞬态场线感应问题是有效的,可用于变电站瞬态电磁场对二次电缆干扰问题的研究。