摘要：电磁成形作为一种高速率成形技术,可以提高室温下难成形材料的成形性能,有待尝试应用于室温下钛合金工件的成形工艺。采用数值仿真与实验结合的方法,对高强度、低导电性材料钛合金TC4的室温下电磁驱动胀形过程进行研究,所用驱动片为0.8mm厚的T3紫铜板。通过分析,得到了成形过程中驱动片上的电磁力分布,工件上应变率、变形速度的分布,驱动片与工件之间冲击力随时间的变化。研究结果表明,数值仿真得到的工件变形及厚度分布与实验数据基本吻合,数值仿真结果可靠。驱动片与工件之间的冲击力大于直接作用的电磁力,同时工件的变形滞后于铜驱动片与工件碰撞产生的冲击波传递。可为钛合金电磁成形工艺设计提供指导。

摘要：电阻和电感的精确测量对于磁体的设计和分析具有重要意义。文中阐述了数字锁相放大技术测量脉冲磁体阻抗的基本原理。详细分析了参考信号与被测信号频率偏差对测量结果的影响。提出了一种基于无感高精电阻的改进方案。改进的测量系统在一定的频率偏差范围内,可以减小频率偏差对测量结果的影响。最后,通过实验验证了这一方案的可行性。

摘要：为满足智能电网对先进传感技术和复杂电磁环境下高精度电流测量的需求,提出一种基于TMR传感器阵列和Newton-Cotes数值求积算法的电流测量方法。通过建立复杂干扰磁场环境的仿真模型,验证了不同状况下求积算法的准确性;设计了电流传感器的系统结构和硬件电路;制作了测量装置样机,搭建了实验平台,并进行了性能测试。结果表明,文中提出的方案具有较高的测量精度和抗外磁场干扰能力,在无聚磁环的情况下,0~16 A电流测量范围内最大相对误差分别为直流0.31%和工频交流1.00%,在电流导线位置和传感器姿态发生变化时仍能保持较高精度。

摘要：针对现有非侵入式磁芯功率密度低、质量大、结构复杂的特点,设计了一种结构简单、可一体化制作的新型空心圆柱型磁芯,经仿真验证,其功率密度与壳层厚度成类反比例关系。此外,建立了空心圆柱型磁芯的准确功率模型,使磁芯设计不再受限于有限元仿真软件,简化了磁芯的优化难度。进而试验验证表明,在相同条件下,相较传统圆柱型磁芯,空心圆柱型磁芯的质量减小了49%,功率密度提高了82%,具有良好的工程实用价值和应用前景。

摘要：为解决脉冲强磁场实验装置难以直接用于实验教学问题,构建了脉冲强磁场实验装置虚拟仿真实验教学系统。通过设计认知学习、虚拟装配、参数设计等多个不同模块层级的虚拟训练,旨在使学生充分了解和掌握脉冲强磁场实验装置的组成、工作原理和基本设计方法。该虚拟仿真系统开辟了大科学装置实验教学新路径,在学生工程实践能力培养、科研反哺教学、学科交叉融合等方面取得了显著成效。

摘要：激光触发真空开关(LTVS)导通时开关本身电感参数及电弧的电感参数是影响开关导通时延、精度以及可靠性的因素。该文提出一种改进的RLC振荡电路测量LTVS导通时电感的方法,消除回路阻抗对测量的影响,并且减少了燃弧过程中电弧状态改变对测量产生的误差。搭建了LTVS导通实验平台,获得了不同工作电压、激光能量下LTVS导通的电感参数。实验结果表明:LTVS导通时,在前2个电流衰减周期内电感保持稳定,然后降低40~100 nH;LTVS的电感参数随着工作电压升高而变大,当工作电压从1.6 kV增加到3.0 kV,LTVS的电感值从240 nH增长到400 nH;改变LTVS的触发激光能量对电感参数影响并不明显。该文的研究工作为设计低电感LTVS和放电过程中等离子体通道变化提供了一定的参考价值。

摘要：轻质材料板管零件及其制造技术在先进制造领域占有举足轻重的地位,是实现装备轻量化以达到提升性能、节能环保的重要保障之一,并对我国载人航天、月球探测、大飞机、新一代战机、高推重比发动机、大运载等航空航天运载器有着重大支撑作用。脉冲强磁场在板管零件成形制造方面显示出巨大的应用潜力,特别是多时空脉冲强磁场成形技术作为一项绿色柔性先进制造技术,对于实现我国轻质材料板管零件成形制造能力的突破具有重要意义。以华中科技大学领衔的973计划"多时空脉冲强磁场成形制造"项目,围绕我国航空航天运载器对高性能、高可靠性板管构件重大需求,通过对多级多向脉冲强磁场成形技术装备原型的创新设计和研制,全面揭示多时空脉冲强磁场作用下金属材料的塑性流动、扩散复合、组织结构演变、缺陷产生与扩展等科学规律,建立基于多时空脉冲强磁场的柔性成形成性制造新原理、新理论、新体系。本文就该项目研究的概况、研究进展、实施效果进行回顾与论述,并对后续研究提出展望。

摘要：谐振型电容器充电电源因其高效、高功率密度被广泛应用于脉冲功率领域,其控制方法多为断续模式的恒流控制,控制简单但存在充电速度慢、开关器件应力大的缺点。恒功率控制可以加快充电速度,但电流断续模式(discontinuous conduction mode,DCM)谐振电流峰值大、平均值小,器件应力大;电流连续模式(continuous conduction mode,CCM)充电后期开关频率高,硬关断损耗与干扰严重。为了实现电容器恒功率充电的同时弥补单一CCM或DCM模式充电的不足,该文提出一种新型多模态恒功率控制策略,综合利用CCM电流平均值大、峰值小与DCM开关损耗小的优势。状态平面法便于准确直观分析谐振电路变模式恒功率充电过程,因此文中通过CCM与DCM运行时的状态轨迹推导出恒功率控制模型,设计并实现各充电模态的平滑切换。最后通过实验验证,该多模态恒功率控制策略能够在显著加快充电速度的同时不增加开关器件应力。

摘要：针对脉冲强磁场装置中放电磁感应强度、放电电流等重要测量数据的实时共享和跨软件平台传输的需要,设计了基于TCP/IP通信协议的脉冲强磁场测量数据实时远程传输系统。其服务器位于实验站,软件平台为LabVIEW,完成数据的本地测量、高速采集和实时传输;客户端位于控制室的主控程序,由Visual C++编写,完成实验站的录波启动、数据采集触发等控制功能,并实现服务器端传输数据的实时显示和存储。在传输系统的设计中,采用了心跳、预触发和分组传输等机制,保证在强磁场环境下实现采集数据的远程实时、可靠传输。测试表明,该系统可在2 s内将所有波形数据可靠地上传到主控程序。

摘要：【目的】高温超导磁体系统的应用是未来托卡马克装置的重要技术路线,然而高温超导带材的磁场各向异性以及复杂的导体结构极大地增加了聚变装置高温超导磁体系统电磁设计阶段仿真模拟的复杂度,因此需要针对其电磁仿真以及简化方法开展相应研究。【方法】通过有限元仿真软件COMSOL建立高温超导磁体系统总体电磁仿真模型与各种简化模型,对其相关电磁性能进行了仿真分析与对比。【结果】等离子体区域中心磁场与最大波纹度的计算结果主要受纵场(toroidal field,TF)线圈产生的磁场控制,而TF线圈对中心螺线管(central solenoid,CS)线圈上的磁场分布影响很小。当结合导体的详细结构并考虑高温超导带材的磁场各向异性时,垂直磁场的计算结果与总体模型相比具有较大差异。【结论】在等离子体区域内的相关电磁参数的计算上可以仅考虑TF线圈,而在分析CS线圈上磁场时可忽略TF线圈。此外,通过结合导体结构的平均电流分布,可以有效降低高温超导带材垂直磁场的仿真计算误差。