用等效磁荷法计算永磁体磁场

本文提出用等效磁荷法计算任意界面的永久磁铁所产生的空间磁场。实际计算了稀土永久磁铁的磁场分布，并与实测值进行了比较。

基于等效磁荷法用蒙特卡洛法计算永磁轴承磁力

磁力计算是永磁轴承参数设计的重要环节,磁力解析模型可以通过等效磁荷法来建立,但等效磁荷法的解析模型中存在四重积分,传统方法在计算四重积分时周期长,甚至不能获得解析解。文中通过蒙特卡洛法来近似求解四重积分,简化了磁力求解过程。通过与有限元数值解法的比较表明,该方法的计算误差在5%以内,满足工程应用的需要。

同轴环形磁铁磁作用力计算的等效磁荷法

以电磁学中的假想磁荷理论为基础，建立了内外同轴的两环形永久磁铁相互作用力的力学模型，并在此基础上，推证出了两环形磁铁磁作用力的数学模型，从而在不做任何假设及简化的条件下，建立了内外同轴的两环形磁体承载力的计算公式．应用该计算公式能够使两环形磁体相互作用的各机械量具有很高的计算精度．该公式的推证建立方法对分析和建立其它形式的磁体相互作用力的计算公式具有普遍意义．因此，计算磁体磁作用力的等效磁行法是研究永久磁体承载力的一个新的有效途径．

磁场计算中的等效磁荷法

本文从单个磁偶极矩产生的磁场,引出等效体磁荷密度和面磁荷密度的概念,进而分析了应用这些磁荷模拟磁质磁化场、永磁体磁场和载流线圈磁场的可能性,从而为电磁场的数值计算提供了数学模型。

用等效磁荷观点解释磁针偏转佯谬

在均匀直线电荷附近本来平行静置的磁针，对于在其中运动的参考系却“因受力距而偏转”。用等效磁荷观点解决了这一表现佯谬。

等效磁荷方法及其在三维磁场计算中的应用

本文从普通物理教学角度讨论了等效磁荷概念；以及等效磁荷方法在包含有非线性高磁导率介质的三维磁场计算中的应用，给出了用此方法计算电磁除铁器磁场的实例，最后讨论此方法的优缺点．

基于等效磁荷法的永磁电机Halbach阵列磁极磁场分析

基于等效磁荷法推导出永磁电机转子磁极——瓦形磁体在空间的磁场分布。同时用有限元法进行了分析,表明两者之间偏差较小,等效磁荷法满足计算精度要求。进而利用该方法建立了永磁电机的Halbach分布转子磁极静态磁场的模型,通过改变影响转子磁极磁场分布的极弧比和副磁极磁化角度两个因素,得到在不同磁极结构下的转子磁极静态磁场径向分量变化规律:每一极中主磁极空间跨度变大会导致Halbach永磁电机转子磁极静态磁场的径向分量基波幅值变大,而谐波含量先减小后增大;随着副磁极磁化角度变大,转子静态磁场的基波幅值先变大后减小,而谐波含量刚好相反,先减小后变大。

基于等效磁荷理论的磁力驱动器磁场计算

本文利用等效磁荷理论建立了磁感应强度与隔离盘半径及角度等参数之间的三维解析模型,分析了盘式磁力驱动器磁场分布。针对12极的盘式磁力驱器,利用Matlab编程模拟出磁场的三维空间分布,并探索了磁力驱动器的不同参数对输出转矩的影响规律。本文所做工作为平面式磁力驱动器的优化设计及研究涡流发热问题提供了依据。

计算三维恒定磁场的等效磁荷法

本文从磁化强度而出发，利用等效磁荷模型推导了以等效磁荷面密度σ＿ｍ为未知变量的边界积分方程，同时与全标量位为未知变量的边界积分方程进行了对比分析，指出了它们各自的优缺点．实测结果证明了本文的数学模型与所编计算程序的正确性．以此为基础，可以计算工程实际中的电磁装置的场分布和其他所需要的电磁参数．

基于等效磁荷理论下的轴向磁力联轴器结构设计

磁力联轴器主要依靠两磁极的相互排斥力或吸引力来传递所需的转矩,在主动转子和从动转子之间实现无任何机械连接,从而达到节能、安全的工况.本文旨在以等效慈荷理论为切入点,探索出磁力联轴器磁盘设计的最佳工程实践.

基于等效面磁荷的开放式永磁磁路解析计算与有限元仿真验证

对永磁体外部包括铁磁性试件内的磁场进行空间解析计算在工程应用中具有重要意义,为此研究放置式和穿过式开放永磁磁路模型解析计算。采用等效面磁荷法对上述两种模型中的永磁体进行等效,并应用截断区域特征函数展开法和传递矩阵求解磁标位方程,得到了两种模型中包含铁磁材料和空气在内的全空间磁场分布。为简化计算,对穿过式开放永磁磁路模型中的环形径向磁化永磁体用改进的面磁荷模型进行等效。与有限元仿真结果的对比显示:两种解析模型中磁感应强度沿不同坐标轴方向分量的最小相对误差小于3%,在穿过式开放永磁磁路模型中磁感应强度分量最大相对误差约为20%,表明改进的面磁荷模型是基本可行的。

等效“磁荷”概念及其在教学中的应用(二)——应用

四、等效"磁荷"概念在教学中的应用 1.磁场的边值问题 在地球物理勘探等工作中,需要解磁场或电磁场的边值问题,这里只讨论稳恒磁场.在这类问题中,需要确定其场分布的空间都不存在传导电流,因而满足引入磁标势的条件.可以比照静电场情况,得出磁标势Um的微分方程.下面要说明一下有磁介质存在时的情况.

筒式永磁联轴器传动特性解析算法及结构优化

永磁联轴器存在结构复杂、装配困难、抗偏载能力差等问题,传动性能评估中,有限元仿真计算时间长,解析计算准确性低。为此,设计了新型筒式永磁联轴器构型,梯形磁体与楔形插槽可实现永磁体自吸装配。针对该构型,提出了一种等效磁荷磁路解析计算方法计算传递转矩,并设计了一种吸斥复合永磁联轴器构型。对两种永磁联轴器在内外转子相对偏转0°~45°时的传递转矩、径向相对偏移-3.8~3.8 mm的受力情况进行了仿真及实验验证。研究结果表明,提出的解析算法较仿真结果误差减小50%,且解析计算用时由2 h缩短为2 min。与筒式构型相比,吸斥复合构型的径向偏载最大受力减小48.59%。最后为永磁联轴器设计优化提出了合理化建议。

基于磁荷模型的永磁体空间磁场的有限元分析与计算

基于等效磁荷模型对永磁体空间磁场进行分析,并利用泛函理论建立了与该模型对应的变分形式,再利用变分原理详细地讨论了有限元计算方法。由于等效磁荷模型使用仅有一个自由度的标量磁位,因而计算起来比具有3个自由度的矢量磁位的等效电流法更简便。从永磁磁力轴承磁场的算例中可以看出,用等效磁荷模型的有限元法计算永磁体空间磁场是非常简便和有效的。

工科物理教学中用简洁的方法介绍磁荷观点

工科物理中通常只介绍电流激发磁场 .在永磁铁中出现磁场强度H时 ,学生往往疑惑不解 .本文通过特例 ,采用磁场强度的高斯定理和它的环路定理介绍了等效磁荷观点 .

基于磁场电流的一种等效测量光压方法

光压是非常微弱的量,约为10^(-6)~10^(-7)N·m^(-2),一直以来,测量光压是很困难的且方法较为复杂。实验从光压的作用效果入手,通过光压驱动扇叶转动,从而带动悬丝旋转。扇叶系统在悬丝产生的扭力矩和电磁阻尼的作用下稳定在某微小角度。外加磁场作用于一附在扇叶上的轻质直流通电导线,通过调节电流大小,使扇叶刚好转回到初始位置。此时光压产生力矩等于导线在磁场中受到的磁力矩。理论分析可导出电流与光压间的关系,由实验得到电流大小代入理论公式便可算得光压大小。

开槽盘式磁力耦合器径向不对中时传动性能分析

为了研究开槽盘式磁力耦合器径向不对中时的传动性能,以等效磁荷理论为基础,将运动中切割磁力线产生磁场的铜导体涡流区域等效成永磁体,结合库伦定律,建立开槽盘式磁力耦合器径向不对中时的输出转矩计算模型;通过有限元软件对开槽盘式磁力耦合器径向不对中时的磁感应强度、铜层功率损耗、输出转矩进行有限元分析,确定了耦合器径向不对中量所允许的最大值。研究结果表明,随着径向不对中量的增大,磁力耦合器工作过程中的感应磁场减小,从而引起耦合器最大磁感应强度增大,铜层功率损耗以及输出转矩逐渐减小;同时,二者随时间变化的曲线波动也越来越显著,当径向不对中量不超过6 mm时,开槽盘式磁力耦合器工作过程中依然能够保证较为准确地输出转矩,其转矩波动也相对稳定。

不同流速下磁悬浮支撑单圆柱振子流致振动响应分析

利用流致振动进行海流能发电是当前可再生能源研究的重点,用磁悬浮支撑代替金属弹簧提供弹性回复力能有效延长装置使用寿命。本文基于等效磁荷法对永磁体间磁力求解,构造磁力弹簧位移函数,将磁力函数代入到STAR-CCM+中利用流固双向耦合法对单圆柱振子进行计算,研究磁悬浮支撑单圆柱振子在不同流速下的振动响应。结果表明:永磁弹簧压缩量为1.2D情况下,l=0.06 m的振子在0.4~1 m/s流速区间内能够保持较高的振幅与频率,l=0.07 m和l=0.08 m的振子在0.8~1 m/s流速区间内的频率较大,能达到2.6 Hz。

基于等效面磁荷的缆索闭合式磁化解析模型

针对缆索磁性检测中大直径缆索深层次钢丝磁化的难题,建立了缆索闭合磁化解析模型,研究缆索磁化规律.提出一种穿过闭合式磁化器的轴对称模型,采用等效面磁荷法对永磁体进行等效,并应用截断区域特征函数展开法和传递矩阵求解磁标位方程,得到磁场的空间解析表达式,该模型可用于求解缆索内部磁场分布.与有限元仿真结果的对比显示:当使用解析模型计算磁化器两磁极中间区域磁场时,轴向磁感应强度的相对计算误差不大于3%,径向磁感应强度不大于12%,表明使用该模型计算缆索内部磁场是可行的.

用于磁定位的永磁体磁场仿真与实验研究

磁场分布模型是体内微型诊疗装置磁定位方法中的关键问题。使用两种常用的静态磁场分布模型,磁偶极子模型和等效磁荷模型分别对微型施药胶囊中使用的圆柱形永磁体的空间磁场进行了仿真计算和对比,仿真结果表明当场点到源点的距离r大于10倍圆柱永磁体尺寸时,两种模型的计算结果非常接近。在实验平台上进行的实验也得到与仿真相同的结果,说明在磁传感器与永磁体的距离大于10倍永磁体尺寸的前提下,磁偶极子模型是适用于体内微型诊疗装置的磁定位的。