平行平面场中磁矢位边界方程的推证

磁矢位的边值问题是"电磁场"课程中关于恒定磁场的教学重点,也是学生普遍反映的难点。本文对平行平面场中磁矢位的边界方程,进行了证明,同时给出了该方法的应用;对比分析了利用磁矢位边界方程与安培环路定理两种方法的求解。本文解决了"电磁场"课程教学中的一个盲点,让学生建立起了平行平面场中磁矢位的边界方程与磁场强度和磁通密度边界条件的联系,对理解恒定磁场的本质大有裨益。

磁矢位和磁感应强度关系的修正

介绍了立体角的概念，并根据立体角的概念指出了《电磁场与电磁波》一书中的磁偶极子的磁矢位和磁感应强度关系式中的一个错误，指出了错误的原因。

永磁被动补偿脉冲发电机放电电感计算与仿真

永磁被动补偿脉冲发电机的放电过程是一个复杂的电磁暂态过程,对永磁被动补偿脉冲发电机的数学建模存在模型过度简化、原理阐述不清以及计算求解困难等问题。提出了一种考虑电枢绕组尺寸与补偿筒涡流磁场影响因素、基于子域法等效求解的电感计算模型,并对一台样机建立了数学模型以及有限元模型,通过有限元仿真与解析计算结果对比,证明该计算模型相比现有模型精确度更高,适用范围更广,可用于被动补偿脉冲发电机放电过程的解析计算。

新型同位阻尼磁轴承模型及其特性研究

针对以往磁轴承转子系统的振动抑制能力不足的问题,对新型同位电磁阻尼和单自由度磁轴承转子系统进行了研究,提出了一种同位电磁阻尼并应用到抑制磁悬浮转子的振动中。基于以往阻尼力模型重新推导了同位阻尼力数学模型,考虑了线圈电流变化对阻尼力模型的影响,并利用磁矢位计算使阻尼力模型更加精准,分析了同位阻尼力在转子上的分布情况及与电流和位移的关系。将同位阻尼与单自由度磁轴承相结合,建立了新型同位阻尼磁轴承模型,利用该磁轴承模型对同位阻尼抑制转子振动能力进行了分析。仿真结果表明,新型磁轴承模型中的同位阻尼能够将转子最大振动位移偏差从无阻尼时的1.65×10-5m减小到2×10-6m,明显地减小了转子系统的位移偏差,能够达到增强磁轴承转子系统抑制振动能力的目的。

基于Matlab的磁透镜场分布计算与优化分析

磁透镜聚焦是获得微束斑电子束的一种主要方法,磁透镜的场分布直接影响着电子束的品质。为了解决商业软件难以实现的磁透镜参数化设计,本文基于Matlab编制了计算磁透镜场分布的有限元法程序,实现了磁透镜参量的系列化设计,并搭建了磁场测量平台进行实验验证,仿真值与实验值的相对误差<5%。在此基础上,编制的程序能够对磁场值是否饱和进行实时判断,进而微调控饱和区域优化透镜结构消除磁饱和点。

载流圆线圈全空间的磁场分布

在球坐标系下,利用磁感应强度的计算公式毕奥-萨伐尔定律结合圆电流磁场的对称性推导出全空间磁感应强度B軑的计算公式,并将所得结果和利用磁矢位推导的全空间磁感应强计算公式的方法相比较,分析了两种方法的优缺点,并数值计算了载流园线圈平面内任意一点B軑的数值结果。

鞍型和环型线圈单元偏转磁场的高次空间谐波函数

推导出了用多极场空间谐波函数表示的磁矢位的通项表达式。研究了两种典型的偏转线圈单元———鞍型线圈和环型线圈的空间偏转磁场分布函数。利用计算机代数符号推导系统 ,得到了其高次空间谐波函数 (多极场旁轴展开函数 )的解析表达式 。

一个电磁场问题的多种解法

本文给出了一个电磁场问题的多种求解方法,而这三种求解方法就是在给定电流分布的条件下,求解磁场强度的一般方法,故可以给予教学时课堂讨论之用,使之对磁场问题的求解方法能进一步深入掌握,并将这三种方法有机的联系起来。

亥姆霍兹线圈空间磁场分布的研究及电子荷质比实验装置

亥姆霍兹线圈(见图1)常用来提供一个匀强磁场。在线圈轴线上分别有: 将表1数据画在图4中,并根据亥姆霍兹线圈中两个线圈产生的磁感应强度相叠加的方法,叠加后的磁感应强度B的分布曲线在图4上部。 由图4可见,实际的亥姆霍兹线圈轴线上磁感应强度的分布并不是绝对均匀的。

匝间短路状态下干式空心电抗器电感量的分析

针对干式空心电抗器匝间绝缘故障,采用磁矢位法对故障状态下空心电抗器电感量进行了分析。在分析过程中,考虑到故障线圈中环流所形成的磁场对干式空心电抗器电感量影响下,得出故障状态下干式空心电抗器电感量计算的精确解析表达式。在此基础上,利用电磁仿真软件MAGNET对干式空心电抗器磁场及故障线圈环流进行仿真分析,并对相同故障状态的电抗器进行不同频率下的电感量测量。由仿真和测试结果表明:故障线圈环流对干式空心电抗器电感量影响较大,其影响随着频率增大而增大,最终趋于稳定,这与故障状态下干式空心电抗器电感量计算表达式分析结果一致。由此可见,所推导的故障状态下干式空心电抗器电感量计算解析表达式可用于工程实践。

金属管道外放置式偏心弯曲矩形线圈涡流场的解析解

本文得到了偏心弯曲矩形线圈在非铁磁性金属管道侧面放置时涡流场的解析解。求解过程是:用二阶磁矢位建立了涡流问题的数学模型,得到了含待定偏心线圈系数的二阶位函数表达式;根据毕奥-萨伐尔定律和用修正贝塞尔函数表示的距离倒数得到了线圈未偏移时的线圈系数;利用修正贝塞尔函数的加法定理计算出线圈偏移后的偏心线圈系数。在涡流场解析解的基础上,本文计算了偏心弯曲矩形检测线圈上的感应电压。实验表明,理论分析结果与实验结果吻合。

有限地板上的天线与天线阵的矩量法分析

使用矩量法对导体平板散射近场、表面场问题作了一定的分析,在具体问题中引入近似算法来求解磁矢位和标量位,用矩量法数值求解电磁场问题会遇到积分奇异问题,本文用的是分割三角形的方法,使其场点与源点不重合,可以避免积分奇异性问题。并对其中所存在的积分奇异问题进行了研究。并利用矩量法对有限接地板上具有一定复杂程度的天线和天线阵进行数值计算,准确得到天线的参数特性,对实际工程的分析和设计有一定的指导意义。

钢丝绳断丝缺陷涡流检测方法

设计了一种在钢丝绳内主要感生轴向涡流的新型无损检测探头,为了确认其可行性,采用退化向量位(Ar)有限元法对钢丝绳涡流检测进行了数值模拟。基于仿真结果设计并制作了钢丝绳涡流检测探头,并通过检测带有断丝缺陷的钢丝绳模拟试件和实际钢丝绳验证了其有效性。仿真与实验结果表明,所开发的新型涡流检测探头对钢丝绳断丝缺陷检测非常有效。

共轴圆线圈和圆板的互感系数计算

本文给出了同轴圆线圈和圆板间互感系数的近似函数表达式。并用Matlab绘制了该互感系数随线板间距离和圆板大小的变化曲线。此外，根据磁感应强度的解析表达式，计算了载流线圈的磁力线分布图，分析了其磁感应强度的分布，并给出了它的径向分布曲线。

索末菲积分公式在圆柱坐标系和直角坐标系间的转换

索末菲积分公式可用于分析电偶极子在分层媒质中产生的电磁场问题。为了研究不同坐标系下的索末菲积分公式对电磁场表达式的影响,通过坐标系的平移和旋转得到了无限大空间中电偶极子磁矢位在不同圆柱坐标系下的表达式,利用贝塞尔函数和指数函数的积分公式将磁矢位的表达式从圆柱坐标系转化到直角坐标系,在这两种坐标系中讨论了坐标系的旋转角度与磁矢位表达式的关系。通过数值算例对理论分析进行了验证。

匝间故障条件下干式电抗器电气参数变化规律研究

匝间绝缘是引起干式空心电抗器故障的主要原因,为了实现对其匝间故障的诊断,根据电抗器的结构构建了模型,利用磁矢位法对故障状态下空心电抗器电感量及等值电阻进行了研究。经研究表明,随着匝间故障的增加,其电感量变小,并随着电源频率的增加而减小,同时干式空心电抗器的等值电阻增加。