电磁成形用螺线管线圈电感的研究

线圈电感是研究电磁成形放电过程的基本物理参数。通过有限元法和解析法分别救解了电磁成形用螺线管线圈的电感,在解析法求解中分别将其等效为螺线管和圆柱线圈。最后将计算结果与实测结果进行了对比,得到了电磁成形用螺线管线圈电感的计算模型。     

基于Maxwell的MCR-WPT系统传输效率影响因素仿真分析

运用耦合模理论与等效电路模型,对典型的磁谐振式无线电能传输系统进行理论分析,得到传输效率与谐振线圈间耦合系数的理论关系.利用Maxwell仿真平台构建闭合线圈模型,并对线圈参数扫描,对谐振线圈进行仿真分析,得到线圈的结构参数(包括线圈匝数、匝间距、内径)以及线圈间空间距离对系统传输效率的影响.结果表明,增大线圈匝数可有效提升系统传输效率,线圈存在最优匝间距与内径使系统传输效率最大,适当改变线圈间的空间距离会对系统传输效率产生明显影响.分析结果为后续针对磁谐振式线圈的优化提供了理论依据.     

《用冲击法测螺线管轴线上磁感应强度》实验中螺线管及探测线圈的设计与改进

对《用冲击法测螺线管轴线上的磁感应强度》实验中使用的螺线管及探测线圈进行了重新设计和改进,教学效果良好。对测试数据进行了误差分析及计算。     

基于极低频电磁波的管道检测定位技术

针对传统有缆定位方式受电缆重量、信号损耗、管道等因素影响问题,提出一种基于极低频电磁波磁偶极子模型的管道内部检测器定位方法.根据极低频电磁波的特性以及发射线圈实质为螺线管的特点,研究了极低频电磁波发射天线（螺线管模型）磁场在介质中的分布规律,结合工程应用中的要求,建立了极低频电磁波的磁偶极子传输模型.磁偶极子理论计算结果表明,发射天线磁场空间的磁场强度幅值随位置的改变具有对称、双峰分布的规律.     

载流螺线管的磁场

对载流螺线管产生在任意点的磁场,一般教科书上未作较详细的分析。本文包括(1)应用毕奥—沙伐尔定律和级数求解,找出圆电流产生在任意点磁场的算式;(2)把螺线管看作是圆电流的迭加,从而找出载流螺线管产生在任意点磁场的算式;(3)应用这些公式计算一些简单的特例。对圆电流和载流螺线管产生在任意点的磁场,一般教科书均未作比较详细的分析;本文首先应用毕奥—沙伐尔定律和级数求解,找出圆电流磁场的算式,然后求出有限长螺线管的磁场算式,并进行了分析。     

基于OpenGL的纬编针织物三维仿真真实感的研究

根据纱线结构形态特征,采用圆柱体结构来模拟纱线.借助NURBS曲线的可控性,建立纬编针织物三维线圈结构模型.利用Visual C++和OpenGL开发工具模拟仿真纬编针织物线圈结构,同时对线圈模型进行光照、材质、纹理结构的处理,开发仿真程序,实现了纬编针织物的三维仿真.由得到的效果图可以看出,OpenGL仿真结果与实际线圈结构十分相似,具有良好的真实感.     

多线圈耦合的通用变压器等效模型

耦合线圈可以使用变压器模型进行等效。针对无线电能传输等应用中多个线圈耦合情况,建立2线圈耦合的悬臂变压器等效模型,并将该模型扩展为任意多个线圈之间存在耦合的通用变压器模型,通过理论计算值和Multisim仿真值的比较,验证了模型的正确性。     

光纤熔融拉锥中拉力控制方法与电磁力仿真

针对保偏光纤耦合器熔融拉锥制造过程中拉力控制问题,提出一种新的计算机在线拉力控制方法.拉力控制系统由计算机、拉伸机构、圆光栅及控制电路组成,通过检测光纤支架的旋转角度、改变线圈中的电流,控制永磁铁与线圈间的电磁力,实现对拉伸力的实时控制.分析电磁力和拉力的关系,建立永磁铁和线圈的三维有限元模型,确定永磁铁的运动轨迹,并对通电线圈的磁场分布和电磁力进行仿真,得到线圈中的电流、支架旋转角度和拉力的关系式.仿真结果表明拉力控制良好,控制误差约为1.03%.     

双线圈并行驱动的永磁高速操作机构

操作机构是断路器的核心部分,而断路器的优劣直接影响电力系统的安全运行。因为电力系统对断路器分合闸要求的不断提高,为了获得更快更好的分合闸操作,提出了一种新型双线圈并行驱动的永磁高速操作机构。分别对单驱动线圈操作机构和双驱动线圈操作机构的工作原理进行了阐述,应用Ansoft软件,建立了单驱动线圈操作机构和双驱动线圈操作机构的二维仿真模型,并对仿真结果进行了对比分析。实际设计制作了单驱动线圈操作机构和双驱动线圈操作机构的实验样机进行实验研究,仿真和实验结果均表明,双驱动线圈的永磁高速操作机构和单驱动线圈的永磁操作机构相比,具有更快更好的动作性能,从而达到了对单驱动线圈的永磁高速操作机构的一种优化。     

汽车点火系统的次级电压仿真算法

为提高汽车点火线圈产品设计过程中的精度与效率,提出一种基于电磁路分析的次级电压仿真算法。基于点火系统的工作机理,对点火模块与点火线圈的功能进行仿真,建立了次级电压的电气参数计算模型。分析了点火线圈的磁路结构,以绕组匝数、线径与铁芯长度等参数为输入参量,建立次级电压的工艺与结构参数计算模型,用以减少受参数非线性及磁场因素的影响而导致的计算误差。仿真结果与实测结果误差较小,证明了建模算法的有效性和实用性。     

平行共轴三线圈产生均匀磁场的原理和计算

在亥姆霍兹线圈产生均匀磁场的基础上讨论了加入第三个线圈产生更为均匀磁场的途径 ,并分析和推导了平行共轴三线圈产生均匀磁场的设计方法     

真空磁过滤系统的磁场模拟

利用ANSYS9.0有限元分析软件对弯曲磁过滤器的磁场进行数值模拟,计算线圈个数与扫描磁场对过滤磁场的影响,并将数值模拟数据与试验数据做了对比分析.结果表明,实验实测与有限元分析基本一致,模拟结果为磁过滤装置的设计提供了比较准确的数据资料.     

基于新型正八边形励磁线圈的高精度电磁流量测量技术研究

受外界扰动和流速分布的影响,电磁流量计在进行流量测量过程中仍然存在测量精度不高的问题,改进电磁流量计励磁线圈结构是提高精度的重要手段之一.本文基于新型正八边形励磁线圈实现了电磁流量测量精度的提高,首先在研究权重函数优化原理的基础上,通过分析了正八边形线圈的磁场理论模型得出了基于均匀磁场理论的电磁流量计优化思路;其次,基于有限元分析软件建立了正八边形励磁线圈电磁流量计的仿真模型,确定了正八边形励磁线圈磁场分布最优的结构参数,并通过对比圆形和方形线圈同等条件下的权重函数分布,证明了正八边形线圈权重函数分布均匀性优势;最后搭建实验平台,进行磁场测试实验和流体测试实验进行验证.磁场测试结果表明,正八边形线圈电磁流量计磁感应强度在管道中心区域能够维持在2.063mT左右,总体磁感应强度波动范围在0.11mT以内,说明正八边形线圈磁场具有良好的均匀性;流体测试结果表明,当流量在0.743m/s-2.582m/s时,单点相对示值误差最大仅为0.950%,系统重复性误差在1.034%以下,经过优化后的系统提升了测量精度,对后续电磁流量测量计的励磁线圈设计具有指导意义.     

磁耦合谐振式电动汽车无线充电线圈设计与优化分析

针对现有的电动汽车充电桩充电效率低、充电不方便等缺点,提出了磁耦合谐振式电动汽车无线充电线圈的设计和优化方案.通过分析空间载流线圈的磁场分布,为抵消线圈自感的影响,建立了串联谐振充电和并联谐振充电两种电路模型,并对其进行了理论与仿真分析.基于串联电容谐振充电方式,提出了采用中继线圈的方法进一步提高线圈充电的效率和传输距离.仿真结果表明,采用中继线圈方式的充电效率可达95%.     

多极磁环二维场分布的有限元计算

为提高多极磁环的设计和制作效率,采用有限元法对多极磁环的二维磁场分布进行数值模拟。在假设磁性材料 的导磁率为1.2,矫顽力为11000Oe的前提下,对稀土材料制作的四极内封闭和外封闭磁体进行了计算机仿真计算,得到了四 极内封闭和外封闭磁体的磁力线分布和磁场强度分布图。并与传统的采用公式计算多极磁环的磁场分布的方法进行了比较, 得到了较为一致的图形结果。同时采用有限元法得到的场分布为多极磁环的研究提供了更为详细的数据和图形结果,并且考 虑了各磁体之间的相互作用和影响,使其仿真结果更接近真实磁场分布。     

双流低频电磁连铸过程中磁场分布的数值模拟

采用数值模拟的方法研究了双流低频电磁连铸过程中磁场分布规律.建立了单、双流低频电磁连铸中包括铸锭、结晶器、线圈和屏蔽罩的二维轴对称有限元模型.利用ANSYS软件包进行划分网格及计算,模拟出了磁场在连铸结晶器区域的分布.研究了电流频率、电流强度、电流方向和线圈距离对金属熔体内磁感应强度的影响.计算结果表明：单流时,电流频率升高,磁感应强度降低;电流强度增大,磁感应强度升高.双流时,无论电流方向是同向还是反向,同一铸锭的远端磁场强度要大于其近端磁场强度,相邻线圈电流方向为反向时,铸锭内磁场强度高于相邻线圈电流方向为同向的情况;增大线圈之间的距离时,铸锭远端和近端的磁感应强度的差值降低.     

广义亥姆霍兹线圈中轴线上磁场的计算与分析

从毕奥—萨伐尔定律出发,结合亥姆霍兹线圈装置,首先研究了正三角形的广义亥姆霍兹线圈在其中轴线上的磁场分布情况。然后利用Mathematicas数值模拟了共轴正三角形线圈中心轴线上的磁场强度,得出了满足磁场均匀性的条件。     

亥姆霍兹线圈的均匀磁场区

不少物理实验仪器应用了亥姆霍兹线圈的均匀磁场区,但缺乏必要的使用限制性。本文依毕奥—萨伐尔定律推导出该线圈区域内任意点磁感应强度的积分公式,用计算机进行了数值计算,画出等值线图。并由此确定出允许误差所对应的均匀磁场区,为使用限制性提供了依据。还通过理论分析肯定了中心点磁场的二阶均匀性。     

弱磁场对去离子水及蔗糖溶液过冷过程的影响

为了研究溶液过冷度和过冷时间在磁场作用下的变化规律,研究了弱直流磁场作用下去离子水和蔗糖溶液的过冷现象。采用亥姆霍兹线圈产生匀强磁场,线圈连接到可以改变输出电流值的直流电源上,从而可以控制磁场强度的大小。研究去离子水以及4种不同质量分数的蔗糖溶液(ω₁=2%、ω₂=5%、ω₃=8%、ω₄=10%)在直流磁场作用下的过冷度及过冷态时间的变化,在冷却和冻结过程中记录溶液温度和时间。结果表明:对于去离子水,直流磁场会提高过冷度,过冷时间会有所延长;而对于蔗糖溶液,不同强度的直流磁场对不同质量分数的蔗糖溶液过冷过程的影响呈现多极值现象。该试验结果可以为磁场应用于控制溶液的冷冻干燥过程提供指导。     

Helmholtz 线圈与共轴三线圈磁场均匀性分析

在分析 Helmholtz 线圈磁场分布的基础上,研究等流和等径2种共轴三线圈的方法。结果表明：这2种方法均能改善 Hemlholtz 线圈磁场的均匀性,其中等流三线圈结构产生的磁场均匀性优于等径三线圈结构。