改进型Helmholtz线圈及其磁场均匀性的分析

提出将Helmholtz线圈改为3个同半径的串联线圈,以得到改进型的Helmholtz线圈,经计算得到了改进型Helmholtz线圈磁场的简单公式,对公式的分析表明：改进型Helmholtz线圈的均匀磁场区比一般Helmholtz线圈大得多。     

共轴三线圈磁场的均匀性

给出用平行共轴不等大等电流的三个圆线圈形成匀强磁场的方法．文中给出了三线圈形成匀强磁场的条件,并且通过数值计算全面分析了三线圈磁场的均匀性．与Helmholtz线圈磁场比较显示,三线圈的磁场无论在强度方面,还是在磁场均匀性方面都明显优于Helmholtz线圈的磁场．     

YBCO线圈交流损耗的有限元分析与实验验证

随着高温超导YBCO带材载流能力的不断提高和成本的逐渐降低,YBCO线圈及磁体的应用将日益广泛。文中利用有限元方法研究了YBCO线圈的交流损耗特性,计算了50Hz下线圈的瞬时交流损耗,分析了每匝带材中的电流和磁场分布。仿真结果表明,线圈内侧承受的磁场最大,但线圈中部每周期的交流损耗最大,且线圈中始终存在未被磁场穿透的区域。除此之外,文中实验测量了YBCO线圈的临界电流和交流损耗,实验结果良好地验证了仿真方法的正确性。     

亥姆霍兹线圈为矩形时两线圈之间磁场分布的分析

利用Matlab软件数值模拟了亥姆霍兹线圈为矩形时两线圈之间的磁场分布．该方法具有直观、形象、物理图像清晰的特点．利用Matlab数值模拟能有效地进行数值实验的教学活动．     

超导变压器YBCO线圈轴向错位对交流损耗影响

为了研究超导变压器YBCO线圈轴向错位对交流损耗的影响，基于H公式法对超导线圈使用中会出现的两种轴向错位情况进行了仿真，并与无轴向错位的线圈进行对比分析。结果表明，在50 Hz的激励电流下，当施加的电流小于0.75I_c0,倾斜错位和无序错位会导致交流损耗增加。而当激励电流大于0.75I_c0时，轴向错位线圈产生的交流损耗小于完美缠绕线圈。在外加交变磁场下，轴向错位线圈的交流损耗始终大于完美缠绕线圈。随着磁场幅值的增大，轴向错位线圈与完美缠绕线圈的交流损耗偏差逐渐缩小并趋于稳定。     

匀强磁场产生装置的设计

阐述了亥姆霍兹线圈轴线上磁感应强度高阶导数的奇特性质,提出利用共轴四线圈组产生均匀磁场的设想,并通过模拟共轴四线圈组磁场的轴线分布及空间分布,展现了共轴四线圈组的优越之处.     

CFETR CSMC装配误差下的电磁状态研究

中心螺旋管模型线圈是为了积累中心螺线管线圈设计和制造经验而预研的一套混合超导磁体线圈,该线圈由五大模块组成,高场区采用Nb_3Sn线圈,低场区采用NbTi线圈,可以满足紧凑型聚变装置对低纵横比的要求.然而模型线圈各模块结构复杂、尺寸庞大在装配过程中不可避免的存在装配误差,线圈励磁以后产生的非对称磁场和电磁力将分别影响等离子体的旋转和线圈整体的稳定性.为了详细分析装配误差对线圈磁场和电磁力的影响,选取模型线圈在装配过程中可能出现的典型的装配误差,基于电流丝等效模型计算了NbTi线圈偏置以后Nb_3Sn内外线圈上的磁场和电磁力.计算结果表明,由于装配误差,线圈磁场沿环向呈不均匀分布,轴向电磁力合力不为零;轴向和径向装配误差对线圈磁场和电磁力的影响存在明显的差异;电磁力随着装配误差呈线性增长,当线圈装配误差较大时将引发数倍于线圈自重的电磁力;该研究结果可为偏置状态下模型线圈的耦合场分析和线圈模块的装配方案设计优化提供参考.     

Helmholtz线圈、直螺线管及圆电流磁场均匀性分析的简单公式

采用由 Ｈｅｌｍ ｈｏｌｔｚ 线圈、直螺线管及圆电流对称轴上的磁场来计算轴外磁场的方法,求得磁场均匀性的简单公式,并对计算结果进行了讨论．     

超导变压器YBCO线圈轴向错位对交流损耗影响

为了研究超导变压器YBCO线圈轴向错位对交流损耗的影响,基于H公式法对超导线圈使用中会出现的两种轴向错位情况进行了仿真,并与无轴向错位的线圈进行对比分析。结果表明,在50 Hz的激励电流下,当施加的电流小于0.75I_c0,倾斜错位和无序错位会导致交流损耗增加。而当激励电流大于0.75I_c0时,轴向错位线圈产生的交流损耗小于完美缠绕线圈。在外加交变磁场下,轴向错位线圈的交流损耗始终大于完美缠绕线圈。随着磁场幅值的增大,轴向错位线圈与完美缠绕线圈的交流损耗偏差逐渐缩小并趋于稳定。     

宽平顶低横向场分量螺线管线圈设计

介绍了非均匀绕线技术和匀场环技术在螺线管线圈设计中的应用。分析表明这两种技术的采用可以减小线圈间隙的磁场波动、屏蔽线圈磁场的横向分量,从而设计出宽平顶低横向场分量的螺线管线圈。针对中国工程物理研究院12 MeV直线感应加速器螺旋管线圈的设计结果表明,非均匀绕线技术可以使线圈间隙处的轴向磁场波动减小约70%,匀场环的采用则能使线圈磁场的横向分量减小96.5%。     

线性磁场装置的研制及实验研究

介绍了一种可获取线性磁场的装置。该装置由两匝数及半径相同的环形线圈组成,相向平行同轴放置,两线圈之间的距离等于线圈半径,通以大小相同,方向相反的电流,可获得磁感应强度与其线圈中心轴线位置成线性关系的区域。此装置不仅具有独创性,更有实时性及可调的优点,可将其拓展到实际应用,尤其是传感领域,有重要的应用前景和经济价值。     

浅谈非均匀磁场对平面载流线圈的作用

关于平面载流线圈在非均匀磁场中所受的力，通常教科书给出的公式为Ｆ＝Ｐｍ·■Ｂ，此公式显然只适用于小线圈．本文通过对一道习题的分析，总结了载流线圈在磁场中受力的规律，并用虚位移法推出了一个较为普遍的公式：Ｆ＝Ｉ■Φｍ，即处于非均匀磁场中的载流线圈所受合力 Ｆ的大小与线圈所载电流Ｉ成正比，与线圈磁通量的梯度■Φｍ成正比．     

圆电流磁场公式的验证演示

圆电流的磁场公式可以从毕-萨-拉定律推导出来,验证这一公式,可以作为华-萨-拉定律的一个例证。 一、结构和原理: 实验装置如图1所示。实验装置的电路如图2所示;其中四个同心圆中,外层三个是通电圆线圈,中间一个是检验线圈,可以沿着垂直于圆线圈并通过其圆心的导杆滑动。 扳动转换开关K可使三个圆线圈中某一线圈单独与白炽灯泡以及交流电流表串联后接上220伏50赫兹交流电源。三线圈的直径依次为90mm、180mm、270mm,用直径为0.81mm的漆包线绕制,每个线圈100匝。 检验线圈是用0.14mm的漆包线绕在图3所示的有机玻璃骨架上,共有200匝,内径0.8mm…     

高阶高温超导量子干涉器件平面式梯度计的设计

设计了一种高温超导平面式梯度计的探测线圈，利用这种探测线圈与超导量子干涉器件(SQ UID)耦合，可以制成二阶或更高阶的高温超导SQUID平面式磁场梯度计.设计的探测线 圈由两个闭合环路组成，每个闭合环路是由若干个环路通过细小的连接通道连接而成.两个 闭合环路由一条超导窄带分割，将SQUID与这条超导窄带耦合可以测出超导窄带上的电流大 小.通过调整各个环路的形状、面积和位置，可以使超导窄带上的电流与磁场的高阶梯度成 正比，从而测得磁场的高阶梯度. 通过计算，得到了各个环路的面积、电感以及位置的关 系，在理 关键词： 高阶平面式磁场梯度计 高温超导薄膜     

CFETR中心螺管模型线圈稳定性分析

中国聚变工程试验堆(CFETR)中心螺管模型线圈,内部磁体为Nb3Sn线圈,外部磁体为Nb Ti线圈。模型线圈最高磁场可以达到12.0T。针对提出的内部线圈方案,借助一维失超分析软件Gandalf,对Nb3Sn线圈的温度裕度、稳定裕度做了计算。在49k A,12T运行条件下,温度裕度为1.9K,稳定性裕度421.2m J/cm3~426.6m J/cm3。结果表明,温度裕度和稳定性裕度均不低于ITER导体设计要求。     

ITER TF线圈电磁特性分析

ITER磁体由6组中心螺管线圈、18组纵场线圈、6组极向场以及18组校正场线圈组成。作为ITER线圈最基本的特性,线圈电磁场是线圈超导和热工水力性能分析的基础。利用有限元方法对ITER TF线圈在正常工作状态下以及各种故障态下的电磁行为进行分析。     

导体细线圈在均匀磁场中的自感现象

利用法拉第电磁感应定律和基尔霍夫第二定律,求解了随时间变化的均匀磁场中静止和旋转的导体细线圈上的感应电动势和感应电流.发现对于静止的导体细线圈,在每个周期内,有两次时间间隔,感应电动势与感应电流反向,并且有两次时间间隔,楞次定律不成立.随着磁场变化的圆频率趋向无穷大,感应电动势的峰值趋向无穷大,而感应电流的峰值趋向一个常数.只有忽略自感,线圈上的感应电动势和感应电流才会满足欧姆定律.最后,分析了导体细线圈所围平面的磁场分布和线圈自感系数.     

基于有限元的REBCO无绝缘线圈三维全模型及瞬态特性仿真

无绝缘(NI)线圈因具有高电流密度、高热稳定性和高失超恢复能力,是一种极具应用前景的高温超导线圈绕制技术.在本文中,我们通过在AC/DC模块中耦合了电路模块和热模块,建立了一个完整的三维(3D)有限元模型(FEM).新耦合的电路模块能够对NI线圈整体进行励磁,从而保证其环向和径向保真度.通过该模型,我们分析了NI线圈的以下两个关键问题:充放电过程中,环向和径向电磁传输行为;过载流情况下不同接触电阻大小以及不同金属绝缘材料对线圈热稳定性的影响.我们比较了有限元仿真结果与分析电路模型的结果,两者达成了很好的一致性.我们所构建的3D模型可以进一步应用于观察NI线圈内部的电场和磁场分布,同时更为准确地描述超导材料的非线性特性,从而为NI线圈的设计和保护提供更为合理的物理参数.     

任意两共轴圆线圈间的互感系数及磁感线的分布

从一个圆电流的矢势出发,导出了任意两共轴圆线圈间互感系数的函数表达式,根据其函数表达式,由数学软件MatLab绘出了互感系数随两线圈间距离及两线圈半径变化的分布图.然后再从一个圆电流的矢势出发,导出了任意两共轴圆电流线圈磁感线所满足的方程,按照磁感线方程也绘出了其磁感线在空间的分布图.     

ITER超导磁体线圈电磁分析

ITER装置CS线圈、PF线圈、TF线圈是ITER装置超导磁体系统的重要组成部分.电磁性能是超导磁体重要的方面,在研制时对各个线圈的电磁分析是十分重要的.文中通过PRO/E建立模型用Ansys软件,对ITER导体的线圈在其最大工作电流下进行有限元分析,分析的模型分别为:只有CS线圈与PF线圈二维模型;单独TF线圈三维模...