矩形截面密绕环状弯曲螺线管的磁场研究

本文根据毕奥-萨伐尔定律,对矩形截面的通电密绕弯曲螺线管产生的磁场进行了理论推导,并得到了相应的解析解.然后利用Matlab编程计算,展示了3种典型环状螺线管的磁场分布特点,并对其中半环状结构的管内场分布特点做了深入讨论.     

基于Matlab的矩形载流线框磁场分布特征的仿真分析

为了研究矩形载流线框的空间磁场分布特征,本文运用毕奥-萨伐尔定律和磁场叠加原理推导出空间某点处磁感应强度的计算公式,再利用Matlab软件编制程序,通过循环求和实现磁场的数值计算.在此基础上,以单匝矩形载流线框为对象,数值计算了其空间磁场分布,绘出了多种条件下磁场的分布图像,进而通过对比分析得到了磁场的空间分布特征,并进一步对平行放置的两个矩形载流线框轴线上的磁场分布特征进行了仿真分析.编制的计算程序及分析所得的结论可为实际工程应用提供参考.     

矩形截面有限长螺线管磁场的计算

如果将螺线管的表面电流看成是磁介质的磁化电流,那么螺线管的磁场就与介质的磁场完全相同。于是可以通过计算磁介质的磁场得到螺线管的磁场。根据公式B=μ0(H+M),磁介质的磁场或者磁感应强度可以分为两部分:一部分是磁化强度的贡献,另一部分是磁场强度。对于磁介质来说,由于没有传导电流,所以磁场强度的环路积分是零,而磁场强度对于闭合面的积分不是零。也就是说,这种情况下,磁场强度的方程与静电场电场强度的方程完全相同,因此可以用计算静电场电场强度的方法计算磁场强度,这就是处理磁场的等效的磁荷方法。利用等效的磁荷方法对矩形截面的有限长螺线管的磁场进行了讨论,给出了对称面上精确磁场的解析表达式,磁场的解析表达式中不包含积分和难以求和的级数,同时进行了数值分析。     

基于二阶矢量位的矩形截面回折线圈阻抗和脉冲磁场的解析建模与计算

本文基于二阶矢量位建立了回折线圈的阻抗和磁场计算的解析模型,并提出了计算磁场脉冲响应的方法.根据回折线圈用于涡流检测和电磁超声检测时的通用模型,将回折线圈的阻抗和磁场计算问题转化为多个单匝矩形线圈阻抗和磁场的叠加问题.基于二阶矢量位和时谐电磁场方程,推导了回折线圈的频域标势表达式;利用标势与矢量磁位和磁通密度间的关系,推导了计算区域的磁通密度和式样表面涡流的频域解析计算公式;通过计算线圈的感应电势和阻抗变化表达式,得到了线圈阻抗的频域解析表达式;采用FFT-IFFT方法计算了脉冲磁场的时域响应.以一双层双 关键词： 无损检测 回折线圈 二阶矢量位 解析建模     

霍尔效应测量螺线管磁场的研究

根据毕奥—萨伐尔定律,得出了螺线管轴线上的磁场分布解析表达式,由霍尔效应实验原理,对其实例进行测量,利用Mathematic软件,对螺线管轴线上的磁场分布进行数值运算,把理论结果与实验结果进行比对,发现吻合度很好。     

电子束在弯曲螺线管中的运动

 为研究HIRFL-CSR电子冷却装置中电子束穿过电子冷却装置中弯曲螺线管后电子横向能量的变化,用POISSON程序计算出弯曲螺线管的磁场分布,考虑了空间电荷效应,用数值方法模拟计算了电子在弯曲螺线管中的运动情况,得到了电子束横向能量变化最小时磁场各分量与电子束能量和弯曲螺线管几何尺寸之间的关系,并获得了电子束横向能量在束流截面的空间分布。     

有限K厚壁载流螺线管的磁场分布

对于通以恒定电流的有限长厚壁螺线管,用柱函数展开法推导出矢势的表达式,再根据磁感应强度与矢势的关系式得出磁场的积分形式表达式.用直接积分的方法,计算出厚壁螺线管内部和外部的磁场分布的级数表达式.另外还用本文得出的公式求得中轴线上的磁场.     

两种载流螺线管轴线上磁场分布函数的比较

单层螺线管分布电容较小,常用于频率较高的电路中,多层螺线管与同体积的单层螺线管相比,容易获得较强的磁场,常用于低频或直流电路中.在物理实验中,后者比前者更为常用,因此,有必要对多层螺线管进行分析,并对两种螺线管进行比较. 一般多层密绕螺线管的轴向剖面如图所示,斜线区表示绕组.其内半径为R_1,外半径为R_2,长度为L,总匝数为N.下面     

有限长螺线管磁场的全场分布

采用数值计算的方法给出了不同径向与轴向比的有限长螺线管磁场的全场数值解,借助DigitalMicrographTM软件给出L∶R =1,L∶R =2,L∶R =4三幅典型轴向与径向比的有限长螺线管磁场的全场分布图像.对不同径向与轴向比的有限长螺线管磁场均匀性的变化规律做了详细分析.     

1.5 T磁感应强度水冷式螺线管线圈结构设计及仿真研究

介绍T量级水冷式螺线管线圈的结构设计及仿真研究工作。采用多层水冷结构设计,对不同温升导致的变形量进行计算并校核,最后利用POISSON程序对线圈磁场进行仿真计算。计算表明:最大温升60℃时,整个结构变形量小于0.07 mm,即探头相对位置变化量可小于0.1 mm;96.6 A电流加载时,中心区最大磁感应强度为1.5 T;0.01%精度轴向磁场宽度为40 mm,0.1%精度轴向磁场宽度为140 mm。从仿真结果来看,设计的水冷式螺线管线圈可满足磁场探头校准测量要求。