摘要：为了提高轴向磁场无铁心永磁无刷直流电动机设计的准确性,提出了利用电磁场有限元软件与磁路法相结合的方法设计该电机.结合轴向磁场无铁心永磁无刷直流电机的电磁结构特点,首先利用磁路法推导了该电机的尺寸设计方程,分析了电机设计中的各种损耗,并根据流程图编制了设计程序,对额定功率为40 W的小型电机提出了设计方案.利用三维有限元分析软件对设计方案中的关键参数(永磁体厚度、极对数与极弧系数)进行了仿真与分析.结果表明:当永磁体厚度为6 mm,永磁体极对数为4时,电机气隙磁密相对最大且磁密增长率较快;当极弧系数为0.7时,感应电动势基波幅值最大.最后设计了样机,利用三维有限元分析方法验证了样机设计的有效性.

摘要：针对单对极结构磁阻式旋转变压器因其磁路缺少补偿,导致偏心等因素对其精度影响较大的问题,提出一种新结构的轴向磁场一对极磁阻式旋转变压器,其磁路具有补偿优势,从而解决偏心带来的误差问题.原理样机定子采用激磁绕组与信号绕组所在平面正交设计,转子无绕组且采用斜环状导磁结构设计.采用磁路解析方法分析表明:改变定转子磁路耦合面积可以改变旋变磁路磁阻;适当选择斜环导磁带形状函数可优化输出电势函数波形,达到使之呈现正弦变化的目的.针对激磁磁路呈现轴向磁场的特殊性,采用三维暂态磁场有限元方法对其信号绕组输出电势特性进行了分析,得到与解析分析一致的结论,证明了原理样机变磁阻原理与结构设计思想的正确性.

摘要：利用设计的轴向磁场产生装置,采用理论与试验相结合的思路,将其作用于非熔化极焊接过程,包括等离子焊接和钨极氩弧焊(TIG)两种焊接方法.利用高速摄像装置观察电弧形态变化,获得并对比两种电弧的变化情况.结果表明,由于等离子电弧本身组成的特殊性,导致其与TIG电弧在同样磁场作用下发生变化的程度不同.然后做出运动受力分析,建立了轴向磁场下的粒子运动模型,由于粒子轴向运动速度的差异性,导致轴向磁场下带电粒子的运动阶段的不同,给出了两者在磁场下不同变化的原因.

摘要：轴向磁场是磁化套筒惯性聚变(magnetized liner inertial fusion,MagLIF)有别于其他惯性约束聚变构型的主要标志之一.本文在建立集成化物理模型并编写一维模拟程序的基础上,通过对ZR装置驱动能力下典型MagLIF负载参数的模拟,系统研究并获得MagLIF各个阶段轴向磁场演化与分布特征,发现预加热引起的压力不平衡导致燃料中磁通保有量并未呈现随时间单调递减的关系,而是反复震荡甚至出现局部短时间内反而增加的演化曲线.通过在磁场演化方程中引入控制项来讨论Nernst效应的影响,计算结果表明随着初始磁场强度降低(30,20,10 T),Nernst效应越发明显,磁通损失增大(28%,44%,73%),a粒子能量沉积比例则大幅降低(44%,27%,4%),因此初始磁场强度不宜太低;预加热结束后应使燃料中温度径向分布尽量均匀、平缓,有助于减少Nernst效应的影响.所取得的研究结果有助于加深对MagLIF中磁通压缩和磁扩散过程的物理图像认知和理解,对未来实验负载参数设计也有重要的指导作用.

摘要：开关在脉冲功率技术中极其重要,其已成为制约脉冲功率技术发展的主要技术瓶颈。为了满足高电压、大电流、高电荷转移量、电极烧蚀小、寿命长的要求,文中设计了一个由轴向磁场控制的旋转电弧间隙开关,研究了其电磁场分布及轴向磁场下电弧的运动机制,并进行了初步实验。结果表明此开关中的电弧确实在轴向磁场控制下做旋转运动,且运动速度很快,不需要对触发脉冲进行陡化就能得到纳秒级脉冲。实验放电波形比较稳定,分散性为2ns;开关电极表面的烧蚀小,有利于延长开关的寿命;开关工作参数为:电压23kV,单脉冲能量0.314MJ,峰值电流100kA,电荷转移量27.3C/脉冲。

摘要：为探究轴向磁场对纯Ar感应耦合等离子体放电模式转换的影响,设计并搭建一整套等离子体产生装置展开实验研究,引入阻抗分析法对放电模式转换进行判断,并得到了朗缪尔探针法的验证。实验发现,当气压为10Pa时,轴向磁场强度的增加使得E-H和H-E模式转换的阈值功率增大;同时,随着轴向磁场的增强,放电中心区域的电子密度不断降低。初步分析认为,这是由于带电粒子在洛伦兹力作用下做回旋运动,导致高能电子在垂直磁场方向上的碰撞减少,降低了电子密度以及感应耦合效率。进一步分析电子能量概率函数(EEPF)发现,在E模式下,轴向磁场对电子运动的约束作用更加明显,高能电子(>27eV)所占比例增多,电子能量分布更加均匀。

摘要：研究表明:如果电机的极数足够多,轴向长度与外径的比率足够小的话,轴向磁场电机比传统径向磁场电机的转矩和功率密度大.轴向磁场电机的缺点是电枢铁心制造比较困难.为此本文提出一种新的结构方案,用软磁复合材料形成定子的齿部,再与带冲叠片形成的铁心轭部结合起来形成定子铁心,并且使用集中绕组.然后对这种新型轴向磁场电机进行了电磁设计,并用Ansoft有限元法对电机的磁场进行了仿真.结果表明:通过合理地选择主要尺寸和极数/槽数比,可以获得正弦波的电动势波形和较小的齿槽转矩.

摘要：提出一种新型串联永磁轴向磁场磁通切换记忆电机,对其进行设计,研究了其调磁特性。通过在高矫顽力永磁基础上串联磁化水平易于调节的低矫顽力永磁,不仅可维持较高的气隙磁场,也可改变磁场的大小。基于三维有限元分析,研究了混合永磁比例对电机性能的影响,对比了不同磁化水平下永磁体磁场分布及电机的电磁特性。制造样机,进行试验研究,测试结果验证了仿真计算的正确性。通过脉冲电流改变永磁磁化水平,可连续平滑调节和控制该电机磁场,调磁损耗小,有效解决了磁通切换电机气隙磁场难以调节的问题,适用于电动车辆等需要宽调速高效率驱动的应用场合。

摘要：本文以三维电磁场的分析为基础,提出了轴向磁场永磁无刷直流电动机的分析和设计方法,研究了这种电机的内外径的最佳比例及其稳态和动态运行过程。文中通过一台12极三相星形连接的样机实测数据,证实了所提出的分析和设计方法的正确性。

摘要：分析轴向磁场调制型磁力齿轮运行机理,提出轴向磁场调制型磁力齿轮定子与转子关键部件的设计方法,从理论上阐述了定子厚度对磁力齿轮运行性能的影响;定子铁心硅钢片采取径向叠压方式可以最大程度地抑制定子铁耗;永磁体采取分块结构,可大幅降低磁钢涡流损耗。运用三维有限元仿真分析方法验证设计方法的合理性和可行性。样机试验进一步验证了仿真方法的正确性。