技術(shù)抑制[9]和磁通量電調(diào)制抑制[10-11]。其中,磁通量電調(diào)制方法調(diào)制效率高,但是用于該調(diào)制方式的調(diào)制膜材料特殊,目前并沒有普及。位移磁調(diào)制方式調(diào)制效率高且易于實(shí)現(xiàn),已成為目前抑制磁噪聲主要方式。同時(shí),采用TMR制作高精度加速度計(jì)[12-13]的難點(diǎn)是如何把位移信號(hào)的變化高效轉(zhuǎn)換成磁場(chǎng)的變化。所以研究位移磁調(diào)制模型具有一定的意義。然而目前較少有關(guān)于TMR處磁感應(yīng)強(qiáng)度與磁通調(diào)制膜位移量、磁通聚集器間距、微平面線圈電流和匝數(shù)的理論研究。所以本文以位移磁調(diào)制

導(dǎo)致超導(dǎo)線圈發(fā)生磁通跳躍,從而降低線圈的載流能力.并且磁通跳躍會(huì)產(chǎn)生大量熱量而使超導(dǎo)線圈溫度急劇升高,嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致超導(dǎo)線圈失超,所以對(duì)磁通跳躍的研究具有非常重要的科學(xué)意義.Nb3Sn 超導(dǎo)線是由多根微米級(jí)的超導(dǎo)芯絲、銅和環(huán)氧樹脂形成的復(fù)合結(jié)構(gòu).本文通過約束每根芯絲的靜電流為零的二維模型來分析三維絞扭效應(yīng),研究了超導(dǎo)線在交變磁場(chǎng)和恒定電流下的磁熱不穩(wěn)定性行為.通過分析交變磁場(chǎng)的幅值和頻率對(duì)Nb3Sn 超導(dǎo)線磁通跳躍的影響,發(fā)現(xiàn)當(dāng)磁場(chǎng)幅值不變時(shí),初次發(fā)生磁通跳

076）1 引言磁通門磁強(qiáng)計(jì)是利用軟磁材料磁化飽和時(shí)的非線性特性工作的一種弱磁場(chǎng)測(cè)量傳感器，具有測(cè)量范圍寬、分辨率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠、經(jīng)濟(jì)、能夠直接測(cè)量磁場(chǎng)的分量和適于在速運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中使用等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于地磁探測(cè)、地磁導(dǎo)航、地質(zhì)探礦、無損探傷以及空間環(huán)境探測(cè)等領(lǐng)域［1～2］。本文設(shè)計(jì)了一種寬頻響低噪聲磁通門磁強(qiáng)計(jì)，首先對(duì)磁探頭的結(jié)構(gòu)和原理進(jìn)行研究，通過Maxwell與Simplorer的電磁聯(lián)合仿真功能對(duì)磁探頭進(jìn)行了優(yōu)化，確定了磁探頭的參數(shù)；然后對(duì)磁強(qiáng)計(jì)

更高的標(biāo)準(zhǔn)。軸向磁通永磁電機(jī)具有較高的功率密度、轉(zhuǎn)矩密度和效率，較小的長(zhǎng)徑比，結(jié)構(gòu)緊湊及低速大轉(zhuǎn)矩等特點(diǎn)，在電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)等領(lǐng)域中應(yīng)用前景廣闊。2 電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)的設(shè)計(jì)需求電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)用永磁同步電動(dòng)機(jī)要求能夠頻繁的起動(dòng)、停車、加減速，在低速或爬坡時(shí)輸出大轉(zhuǎn)矩，在高速時(shí)能夠恒功率運(yùn)行。電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)用永磁電機(jī)理想的運(yùn)行特性曲線如圖1所示，當(dāng)轉(zhuǎn)速低于額定轉(zhuǎn)速時(shí)，額定電流與永磁體磁通共同作用產(chǎn)生額定電磁轉(zhuǎn)矩，電機(jī)端電壓和輸出功率隨著轉(zhuǎn)速的增加而線性增大。電機(jī)轉(zhuǎn)

提出一種基于實(shí)際磁通密度分布特征的低頻振動(dòng)評(píng)估模型，通過對(duì)實(shí)際磁通密度實(shí)測(cè)與電磁仿真，輔以遺傳算法，探究針對(duì)不同類型水輪發(fā)電機(jī)低頻振動(dòng)分析與精確處理方法。1 里底水電站機(jī)組低頻振動(dòng)前期處理里底水電站裝設(shè)3臺(tái)140 MW的水輪發(fā)電機(jī)組，額定轉(zhuǎn)速107.1 r/min，定子為全浮動(dòng)結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子共28對(duì)磁極，磁極采用T尾筋固定。2號(hào)機(jī)自2018年12月投運(yùn)以來，空載工況下定子鐵心出現(xiàn)了非常典型的低頻振動(dòng)問題，其水平振動(dòng)通頻值最大達(dá)到210 μm，以2倍轉(zhuǎn)頻為主，遠(yuǎn)

(呈現(xiàn)樹狀、指狀磁通崩塌形貌)的重要因素,同時(shí)闡明了常規(guī)導(dǎo)體觀測(cè)不到類似的磁-熱不穩(wěn)定現(xiàn)象的原因.另外發(fā)現(xiàn)由于超導(dǎo)薄膜抗磁性的增強(qiáng)導(dǎo)致超導(dǎo)薄膜邊界磁場(chǎng)迅速增大,較大的磁壓極易誘發(fā)磁通崩塌,所以超導(dǎo)薄膜內(nèi)磁通崩塌閾值隨冪指數(shù)的增加而降低.最后給出了 n0-jc0 和 n0-μ0 平面內(nèi)不同非線性程度下超導(dǎo)薄膜內(nèi)磁熱不穩(wěn)定狀態(tài)的分界線.1 引言隨著超導(dǎo)薄膜制備技術(shù)的成熟,由超導(dǎo)薄膜制備的超導(dǎo)濾波器、超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)、超導(dǎo)量子干涉儀等器件顯示出更加優(yōu)越的性能[1—

,3]。而旋轉(zhuǎn)式磁通泵供電時(shí)其導(dǎo)線不與超導(dǎo)磁體直接接觸，這種供電方式具有突破性，使外部電源、電流開關(guān)和電流引線都可以省去[3]。因此，熱損失可以顯著減少，系統(tǒng)可以設(shè)計(jì)地更加緊湊[4]。由于超導(dǎo)的特性，磁通泵所要求的輸入功率很小，同時(shí)相對(duì)來說容易調(diào)節(jié)輸出量級(jí)，輸出電流的范圍很大[4]。從1933年Mendelssohn首次提出利用磁通泵給超導(dǎo)磁體供電以來[4]，磁通泵取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，目前國內(nèi)外研究的磁通泵主要有直流發(fā)電機(jī)式磁通泵[5]、變壓整流式磁通泵[6

原線圈中產(chǎn)生的總磁通，在左右兩個(gè)磁回路磁阻相同，則兩磁路分得的磁通也時(shí)刻相等(不計(jì)漏磁)，即鐵芯中形成的磁通路如圖3所示．同樣磁通的變化率也滿足圖3 L1作為原線圈的磁通路由法拉第電磁感應(yīng)定律代入數(shù)值得U3∶U4∶U1=1∶1∶4實(shí)驗(yàn)2中，由于A1接入，L3形成回路，小燈泡中一個(gè)10 mA的感應(yīng)電流產(chǎn)生反向交變磁通將原交變磁通幾乎都排斥到了L4一側(cè)，即Φ3≈0鐵芯中的磁通分布如圖4所示．圖4 L3接負(fù)載后的磁通路由于Φ3≈0，L3兩端電壓幾近為零，所以小燈

方便拆卸等特點(diǎn)。磁通門傳感器因其測(cè)量精度較高[7]，成本較低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單[8]，且技術(shù)較為成熟[9]，成為了腐蝕電流測(cè)量的首選。本文提出了一種基于磁通門原理[10]的大孔徑開合式腐蝕電流檢測(cè)探頭，并通過有限元仿真驗(yàn)證了不同探頭參數(shù)下磁通門脈沖特性。1 磁通門探頭的原理與模型磁通門電流傳感器探頭主要由激勵(lì)源、磁通門探頭、后處理電路和被測(cè)柱體組成，其原理如圖1所示。圖1 開合式磁通門電流傳感器探頭原理圖其中磁通門探頭部分由一個(gè)雙邊開合式環(huán)形磁芯C和繞制在磁芯上的

體工作時(shí)由于存在磁通蠕動(dòng)、接頭電阻以及交流損耗，將導(dǎo)致電流衰減。然而采用傳統(tǒng)勵(lì)磁方法補(bǔ)償電流熱損耗功率較大、易誘發(fā)磁體失超，且制冷負(fù)擔(dān)大、設(shè)備體積大、運(yùn)維費(fèi)用高，極大地阻礙了高溫超導(dǎo)磁體的應(yīng)用與發(fā)展[7,8]。例如，傳統(tǒng)的電源直接驅(qū)動(dòng)法需要使用電流引線，其跨接在室溫環(huán)境和低溫環(huán)境之間，會(huì)形成漏熱源，對(duì)超導(dǎo)磁體低溫維持極為不利，通常需要使用大型制冷機(jī)進(jìn)行制冷，進(jìn)一步增加了運(yùn)行成本且不適宜遠(yuǎn)距離運(yùn)輸使用。基于磁通泵的新型無接觸式直流電源技術(shù)是實(shí)現(xiàn)高溫超導(dǎo)磁體在

而且也會(huì)影響磁體磁通。由于硝酸酸性強(qiáng)，近些年也開始采用磷酸酸洗。磷酸酸性弱，時(shí)間即使長(zhǎng)一些對(duì)基體損傷也很小，同時(shí)使用磷酸磷化后顏色一致性好，故得到越來越廣泛的使用。但筆者根據(jù)近期客戶反饋發(fā)現(xiàn)，采用磷酸酸洗如時(shí)間過長(zhǎng)，溫度較高，雖然對(duì)基體損傷不明顯，但對(duì)磁體磁通不可逆損失影響很大。本文將對(duì)釹鐵硼磷化鍍前采用磷酸洗工藝進(jìn)行試驗(yàn)比對(duì)，對(duì)最終磁體磁通不可逆損失進(jìn)行測(cè)試，以探討磷酸酸洗工藝對(duì)最終磁體磁通不可逆損失的影響。為釹鐵硼磷化前合理制定酸洗工藝提供依據(jù)。1 試

電機(jī)負(fù)荷以避開主磁通對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)的扭曲影響，測(cè)試程序復(fù)雜，不利于用戶自行掌握。2 現(xiàn)有技術(shù)轉(zhuǎn)子匝間短路一般采用離線探測(cè)或人工圖譜識(shí)別的方法，最常用是進(jìn)行磁極壓降試驗(yàn)。該方法需要一個(gè)交流電源在電動(dòng)機(jī)停機(jī)時(shí)施加到正、負(fù)滑環(huán)之間，人工測(cè)量各極之間的電壓，有短路匝的磁極讀數(shù)將顯示比各讀數(shù)的平均值偏小。（1）RSO（Repetitive Surge Oscillograph，重復(fù)脈沖試驗(yàn)法）：發(fā)電機(jī)停止或空轉(zhuǎn)測(cè)量，勵(lì)磁系統(tǒng)在斷開狀態(tài)。在轉(zhuǎn)子正、負(fù)兩極施加一個(gè)高頻低壓的

定的磁力，會(huì)產(chǎn)生磁通。4.2 有極繼電器的工作原理如圖所示，沒電的時(shí)候，由于永久磁鋼的存在，有兩條磁路。一條通過永久磁鋼、銜鐵再返回來，另一條是通過鐵芯、線圈、銜鐵，還有軛鐵返回來。兩條磁路都是從N極出發(fā)回到S極。此時(shí)銜鐵如何動(dòng)作，需要比較δ1和δ2處吸引力大小，如果δ1處吸引力大于δ2處吸引力，繼電器處于定位吸起狀態(tài)。如果δ1處吸引力小于δ2處吸引力，則此時(shí)繼電器處于反位打落狀態(tài)。那么怎么樣比較這兩處吸引力的大小呢？可以比較δ1和δ2處的空隙。我們知道力

要性能參數(shù)之一的磁通不可逆損失反應(yīng)的是磁體在使用過程中的穩(wěn)定性，是電機(jī)設(shè)計(jì)和磁體選擇的重要依據(jù)[5～10]。然而，當(dāng)前的研究工作主要集中于如何降低磁體的磁通不可逆損失[11～16]，還沒有磁通不可逆損失的相關(guān)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。本文對(duì)比研究了不同測(cè)試條件下磁體的磁通不可逆損失，獲得各主要因素對(duì)磁通不可逆損失測(cè)試結(jié)果的影響，為釹鐵硼磁體磁通不可逆損失的準(zhǔn)確測(cè)量提供數(shù)據(jù)參考。2 實(shí) 驗(yàn)選擇商用N48、50H、42M和45SH牌號(hào)的燒結(jié)釹鐵硼磁體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，將上述磁體分別加

隙顯然會(huì)削弱氣隙磁通密度。但是，沖片的疊裝錯(cuò)位對(duì)氣隙磁通密度又會(huì)帶來什么影響？這在國內(nèi)外文獻(xiàn)中尚未見報(bào)道。本文針對(duì)內(nèi)置式永磁電機(jī)搭建簡(jiǎn)化模型，分別就永磁體與硅鋼片的間隙配合、硅鋼片疊裝錯(cuò)位對(duì)氣隙磁場(chǎng)的影響進(jìn)行理論分析和數(shù)值仿真。1 名義尺寸下的理想電機(jī)為了專注于研究間隙配合及疊裝錯(cuò)位的影響而避免其他因素的干擾，并考慮三維有限元作精細(xì)網(wǎng)格剖分對(duì)計(jì)算資源的巨大需求，對(duì)永磁電機(jī)的物理模型進(jìn)行簡(jiǎn)化：僅考慮一對(duì)極的情況，定、轉(zhuǎn)子鐵心用 “回”字形鐵心替代，并在“轉(zhuǎn)子

個(gè)數(shù)量級(jí)。特別是磁通門傳感器，從1936年發(fā)表第1篇文獻(xiàn)開始[2]，80年來相關(guān)研究一直在進(jìn)行，磁通門傳感器的綜合性能不斷提升，在準(zhǔn)靜態(tài)和緩慢變動(dòng)的矢量磁場(chǎng)測(cè)量方面，后崛起的量子磁力儀仍舊無法撼動(dòng)其優(yōu)勢(shì)地位。隨著新材料和電子學(xué)技術(shù)的發(fā)展，磁通門傳感器性能仍具有進(jìn)一步突破的潛力。1 磁通門傳感器探頭1.1 磁芯材料的磁噪聲靈敏度是磁通門傳感器最重要的指標(biāo)之一，該指標(biāo)取決于磁芯材料的磁噪聲水平。通過對(duì)磁噪聲水平特性的研究，人們總結(jié)出了以下磁噪聲譜密度半經(jīng)驗(yàn)公式

、漂移越來越小的磁通計(jì)。高端的磁通計(jì)已實(shí)現(xiàn)了量程無上限，最小分辨率達(dá)10-7V·s且漂移小于10-6V·s/min，已經(jīng)能夠滿足大多數(shù)磁性材料測(cè)試的需求。但是在軟磁材料磁性能測(cè)試過程中發(fā)現(xiàn)，采用磁通計(jì)積分法在測(cè)試超高磁導(dǎo)率的鐵鎳合金、非晶態(tài)合金時(shí)，即使每次測(cè)試前都對(duì)試樣進(jìn)行了完全的退磁處理，但最終所測(cè)得的初始磁導(dǎo)率都會(huì)有較大的波動(dòng)，即測(cè)試重復(fù)性差，同一試樣在同樣條件下所測(cè)出的初始磁導(dǎo)率可能會(huì)偏差30%以上[2]。基于此原因，針對(duì)坡莫合金等初始磁導(dǎo)率高的軟磁

統(tǒng)能量.該最小的磁通束被稱為磁通量子,其磁通量是 Φ 0=h/2e (h為普朗克常數(shù),e為電子電量).這些磁通線之間有一定的排斥力,因此它們會(huì)形成點(diǎn)陣.當(dāng)外加輸運(yùn)電流的時(shí)候,這些磁通線會(huì)受到一個(gè)洛倫茲力作用而運(yùn)動(dòng),但是運(yùn)動(dòng)就會(huì)造成能量的損耗,超導(dǎo)體就會(huì)因此失去電阻為零的優(yōu)良品質(zhì).通過在超導(dǎo)體中引入一些缺陷、雜質(zhì)或位錯(cuò),就可以把磁通釘扎住,超導(dǎo)體仍然可以有零損耗特性,而這個(gè)特性可以用于超導(dǎo)體的強(qiáng)電應(yīng)用.本文將對(duì)磁通釘扎和磁通動(dòng)力學(xué)及其研究方法做一點(diǎn)簡(jiǎn)單介紹.

一些拓?fù)涑瑢?dǎo)體的磁通渦旋中.但實(shí)際超導(dǎo)體磁通中還可能存在其他低能束縛態(tài)或雜質(zhì)態(tài),這給Majorana零能模的辨別和具體應(yīng)用帶來了困難.目前實(shí)驗(yàn)上尋找合適的拓?fù)涑瑢?dǎo)體系、分辨出清晰的Majorana零能模仍然是十分迫切的.本文主要介紹最近利用高能量分辨的掃描隧道顯微鏡,對(duì)電子摻雜鐵硒類超導(dǎo)體(Li,Fe)OHFeSe和單層FeSe/SrTiO3磁通態(tài)進(jìn)行的研究.實(shí)驗(yàn)上在前者的自由磁通中觀測(cè)到清晰的零能模,并進(jìn)一步測(cè)量到Majorana零能模的重要特征—量子化

線性可調(diào);電感;磁通DOI：10.15938/j.jhuSt.2020.02.011中圖分類號(hào)：TM47文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1007-2683（2020）02-0080-080 引言可調(diào)電抗器是電力系統(tǒng)中必不可少的無功補(bǔ)償設(shè)備，在抑制故障電流、提高系統(tǒng)功率因數(shù)、限制空（輕）載長(zhǎng)線末端電壓升高和平波濾波等方面都有著重要應(yīng)用。對(duì)外電路而言，表征為一個(gè)電感值可變化的電抗器我們統(tǒng)稱為可調(diào)電抗器或可控電抗器。經(jīng)過多年不懈研究，目前可調(diào)電抗器的種類比較多，按照調(diào)

b相線圈相交鏈的磁通與a，c相相比為少，但又不差一匝匝電勢(shì)。這就是本文所要重點(diǎn)討論的內(nèi)容。我們知道，忽略三柱鐵心磁路本身的不對(duì)稱性，近似地認(rèn)為當(dāng)A，B，C三相線圈施加三相對(duì)稱的正弦線電壓時(shí)，鐵心中各相磁通也是三相對(duì)稱的正弦形磁通，在所有瞬時(shí)，三相磁通的相量和為零，即有下式成立，ΦA(chǔ)+ΦB+ΦC=0 ΦB=(-ΦA(chǔ))+(-ΦB)(1)根據(jù)以上分析，由安培環(huán)路定律可知，B相線圈所交鏈的磁通分別為A相，C相流過B相鐵心柱的磁通的相量和，如圖2，圖3所示。圖2 A

且，產(chǎn)生直流偏磁磁通之后還會(huì)引起高鐵芯損耗的現(xiàn)象，由此導(dǎo)致振動(dòng)、噪聲與過熱的現(xiàn)象，嚴(yán)重?fù)p害變壓器的正常工作過程［3～5］。由此可見，有效監(jiān)測(cè)直流磁通數(shù)據(jù)已經(jīng)成為保證電力變壓器穩(wěn)定安全運(yùn)行的一項(xiàng)必要措施。當(dāng)前，變壓器直流磁通的主流測(cè)試方法是根據(jù)變壓器偏磁變化量測(cè)試結(jié)果來計(jì)算得到直流磁通數(shù)據(jù)［7～9］。由于各文獻(xiàn)給出的測(cè)試方法都是通過變壓器振動(dòng)狀態(tài)來判斷直流磁通的大小，而不是直接測(cè)試得到。由于很多時(shí)候?qū)嶋H測(cè)試值和直流磁通間并不能形成唯一對(duì)應(yīng)關(guān)系，這使得上述測(cè)試

-5]。本文基于磁通門技術(shù)設(shè)計(jì)了一款新穎的轉(zhuǎn)子位置傳感器，磁通門傳感器是一種靈敏度高、穩(wěn)定性好、可檢測(cè)微弱磁場(chǎng)的傳感器[6-8]，并逐漸向小型化、簡(jiǎn)單化方向發(fā)展[9-14]，未來集成磁通門傳感器將是霍爾元件和磁阻傳感器強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)者[15]。1 基于磁通門的磁編碼器1.1 磁通門編碼器結(jié)構(gòu)本文設(shè)計(jì)的磁通門式磁編碼器由一個(gè)建立空間磁場(chǎng)的輔助永磁體、兩個(gè)磁通門探頭和硬件電路組成，其原理如圖1所示。兩個(gè)磁通門探頭在空間位置上相差90°放置于永磁體的上方。硬件系統(tǒng)為

為電源電壓；Φ為磁通；ω為角頻率；α為初始合閘角。解式（1）可得：式中，Φm為磁通幅值，Φm=Um/ωN1。由于鐵芯磁通不具有突變性，其非周期分量C應(yīng)表示為：式中，Φr為剩磁。圖1 變壓器空載合閘示意圖可知，C的大小與初始合閘角α及剩磁Φr有關(guān)，由于變壓器繞組電阻的存在，非周期分量C會(huì)逐漸衰減并最終趨于零，衰減速度與時(shí)間常數(shù)T=L1/R1（L1為電感；R1為電抗）有關(guān)。當(dāng)變壓器穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，其磁通如圖2中的曲線a所示；空載合閘時(shí)，變壓器將極易進(jìn)入其鐵心的飽和

024)0 引言磁通門傳感器是一種靈敏度高、穩(wěn)定性好、測(cè)量范圍大的弱磁場(chǎng)測(cè)量傳感器，廣泛應(yīng)用于航空、航天、航海、地質(zhì)勘探等領(lǐng)域[1-2]。在實(shí)際應(yīng)用中由于磁通門探頭的電磁和形狀尺寸參數(shù)不可能完全對(duì)稱等因素，導(dǎo)致磁通門信號(hào)中存在各種噪聲?，F(xiàn)有去噪方法是采用波形“門”結(jié)合帶通濾波的方法降噪[3]。但這種方法在去噪的同時(shí)也去除了較多真實(shí)信號(hào)，降低了信噪比。小波分析在時(shí)、頻兩域都可以較好的表征信號(hào)的局部特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。文中提出了一種小波分析的雙芯磁通門

器鐵芯中出現(xiàn)直流磁通發(fā)生直流偏磁。在直流偏磁狀態(tài)下,變壓器鐵芯快速進(jìn)入飽和狀態(tài),造成工作點(diǎn)漂移、勵(lì)磁電流畸變、半波飽和等現(xiàn)象。此外,直流偏磁磁通會(huì)導(dǎo)致較高鐵芯損耗,進(jìn)而出現(xiàn)噪聲、振動(dòng)及過熱等問題,甚至?xí)：ψ儔浩鳌Ｒ虼?直流磁通的監(jiān)測(cè)對(duì)電力變壓器安全運(yùn)行十分重要?，F(xiàn)有的變壓器直流磁通檢測(cè)方法[4-8]均是通過測(cè)量變壓器偏磁后的變化量間接檢測(cè)直流磁通。其中文獻(xiàn)[6]與文獻(xiàn)[7]所述的方法測(cè)量的是變壓器的聲振動(dòng)而不是直接測(cè)量直流磁通。因?yàn)榇蠖鄶?shù)情況下測(cè)量量與直

000)0 引言磁通門磁強(qiáng)計(jì)作為一種弱磁場(chǎng)測(cè)量傳感器,因其高靈敏度和較好的穩(wěn)定性,在航空、航天、航海、地質(zhì)勘探等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用[1]。近年來,隨著數(shù)字技術(shù)的逐漸成熟,數(shù)字磁通門傳感器的設(shè)計(jì)受到了越來越多人的關(guān)注,姚振寧等人提出了一種基于ARM的數(shù)字磁通門的設(shè)計(jì),改善了磁通門傳感器的溫度特性[2];左超等人利用FPGA模塊代替模擬電路,設(shè)計(jì)了一種微型化數(shù)字磁通門傳感器[3];劉仕偉提出一種基于FPGA的閉環(huán)磁通門傳感器,在保證精確度的前提下,提高了磁通門

微場(chǎng)；有氧呼吸；磁通根據(jù)弗列克系數(shù)計(jì)算，人體細(xì)胞2.4年更新一次，一生更新50次，理論壽命應(yīng)該是2.4×50=120歲，可是，大多數(shù)人都在60～120歲之間就去世了。1 這是為什么？人體由呼吸、循環(huán)、神經(jīng)、消化等系統(tǒng)構(gòu)成，系統(tǒng)由器官構(gòu)成，器官由組織構(gòu)成，組織又由細(xì)胞構(gòu)成。細(xì)胞衰老了，組織就衰老了，組織衰老了，各器官，各系統(tǒng)就衰老了，各組織、器官、系統(tǒng)衰老，功能減退時(shí)，人體就開始衰老了。所以，在60120歲年齡段，細(xì)胞衰老是人體衰老的開始。如果能讓細(xì)胞平穩(wěn)順

710129)磁通門傳感器是利用磁飽和效應(yīng)制作的一種改進(jìn)型變壓器器件[1]。當(dāng)鐵芯磁導(dǎo)率μ隨激勵(lì)磁場(chǎng)強(qiáng)度而變時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)中就會(huì)出現(xiàn)隨被測(cè)磁場(chǎng)強(qiáng)度而變的偶次諧波信號(hào)[2]。相比于其他類型的磁場(chǎng)測(cè)量器件,磁通門傳感器在靈敏度、線性度、性價(jià)比和穩(wěn)定性等方面均有無可比擬的優(yōu)勢(shì)[3-4]。常用磁通門傳感器按輸出信號(hào)可以分為電流型式、時(shí)間差和電壓型式[1],與之對(duì)應(yīng)的常用磁通門處理電路也分為電流型磁通門應(yīng)用電路、時(shí)間差型磁通門應(yīng)用電路和電壓型磁通門應(yīng)用電路。198

454000)磁通門傳感器是一種綜合性能良好的磁測(cè)量器件[1],在地磁研究、空間磁場(chǎng)探測(cè)、航空航天、微型衛(wèi)星、微型無人機(jī)等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。MEMS(Micro Electro-Mechanical Systems)技術(shù)發(fā)展所催生出的微型器件中,微型磁通門因其尺寸小,易集成等等優(yōu)點(diǎn),率先得到了使用。然而微型磁通門的尺寸雖然得到有效縮減,但性能指標(biāo)也出現(xiàn)了明顯降低。為了更好的推廣微型磁通門,需要分析其性能指標(biāo)的影響因素,尋求提高其綜合性能[2-5]。目前提

用微加工技術(shù)制造磁通門[1,2]受工藝復(fù)雜、成本較高等因素的影響，在進(jìn)行微型磁通門制作之前，建立微型磁通門的模型進(jìn)行仿真分析設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)磁通門性能的影響[3～6]顯得尤為重要。Hector Trujillo等人[7]用SPICE對(duì)磁通門進(jìn)行了建模仿真，分析了不同磁化曲線的鐵芯材料對(duì)磁通門輸出信號(hào)的影響；西北工業(yè)大學(xué)劉詩斌教授[8～10]團(tuán)隊(duì)利用考慮磁滯效應(yīng)的Jiles-Atherton(JA)模型建立了HSPICE仿真模型對(duì)磁通門輸出的二次諧波響應(yīng)進(jìn)行了相關(guān)

454000）磁通門傳感器是一種綜合性能良好的磁測(cè)量器件[1]，在地磁研究、空間磁場(chǎng)探測(cè)、航空航天、微型衛(wèi)星、微型無人機(jī)等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。MEMS（Micro Electro-Mechanical Systems）技術(shù)發(fā)展所催生出的微型器件中，微型磁通門具有尺寸小、易集成等優(yōu)點(diǎn)，首先得到了應(yīng)用。然而微型磁通門的尺寸雖有效縮減，但器件的噪聲卻明顯增大，這嚴(yán)重影響了微型磁通門的正常使用。為了更好地推廣微型磁通門，迫切需要提高其噪聲性能指標(biāo)的相關(guān)措施[2-5

54000)微型磁通門鐵芯結(jié)構(gòu)的拓?fù)浞治雠c優(yōu)化*呂 輝1,2， 郅富標(biāo)3(1.河南理工大學(xué)電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院，河南焦作454000；2.西北工業(yè)大學(xué)電子信息學(xué)院，陜西西安710129；3.河南工業(yè)和信息化職業(yè)學(xué)院電氣工程系，河南焦作454000)多孔鐵芯有利于滿足微型磁通門傳感器降低功耗的要求，但不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)所取得的效果不同，對(duì)多孔鐵芯結(jié)構(gòu)進(jìn)行了拓?fù)浞治雠c針對(duì)性優(yōu)化，并采用微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)工藝制備了不同鐵芯結(jié)構(gòu)的微型磁通門進(jìn)行性能測(cè)試與對(duì)比驗(yàn)證。

磁鏈時(shí)直接用每極磁通乘全部極對(duì)下一相繞組串聯(lián)匝數(shù)的做法，易于理解。異步電機(jī)；電機(jī)設(shè)計(jì)；主電抗；磁通；磁鏈；電感；帶匝0 引言文獻(xiàn)[1]第62頁第3行式(4-26)求基波磁場(chǎng)的磁鏈時(shí)，每極基波磁通乘以一相串聯(lián)匝數(shù)。這是令人費(fèi)解的。因?yàn)椋繕O基波磁通所鏈繞的匝數(shù)，是一相繞組在每對(duì)極下的匝數(shù)；而一相串聯(lián)匝數(shù)涉及所有的極對(duì)數(shù)。文獻(xiàn)[2]第48頁式(4-22)也有同樣的做法。為了避免推導(dǎo)過程中令人費(fèi)解的這一步，本文試著重新推導(dǎo)異步電機(jī)設(shè)計(jì)中的主電抗計(jì)算公式。1 每極

473000)磁通門測(cè)量地磁信號(hào)的數(shù)字化分析楊智杰1， 陳國光1， 朱宜家1， 范 旭1， 白敦卓2(1.中北大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，山西 太原 030051； 2.豫西工業(yè)集團(tuán)，河南 南陽 473000)針對(duì)現(xiàn)有的磁通門信號(hào)處理電路仍以模擬元件為主，電路較為復(fù)雜的缺點(diǎn)，提出了一種以數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)為主的信號(hào)處理系統(tǒng)，優(yōu)化磁通門傳感器的結(jié)構(gòu)，提高了磁通門傳感器的抗干擾能力。根據(jù)雙磁芯磁通門的基本原理，建立了磁通門數(shù)學(xué)模型并采用Simulink信號(hào)處理

orer仿真分析磁通門磁場(chǎng)傳感器瞬態(tài)響應(yīng)*葉魏濤1,2,朱萬華1*,張 樂1,方廣有1(1.中國科學(xué)院電子學(xué)研究所電磁輻射與探測(cè)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100190;2.中國科學(xué)院大學(xué),北京 100190)為分析磁通門磁場(chǎng)傳感器的工作原理,基于Maxwell和Simplorer軟件建立了磁通門磁場(chǎng)傳感器的電磁聯(lián)合仿真模型,仿真了磁通門非線性激勵(lì)電路中電流波形和磁通門傳感器的瞬態(tài)響應(yīng)過程,分析計(jì)算了磁通門二次諧波靈敏度以及磁通門傳感器的轉(zhuǎn)換系數(shù)。為驗(yàn)證仿真模型

5000)?微型磁通門的優(yōu)化分析與性能測(cè)試*呂 輝1,2,3*,郅富標(biāo)4 (1.河南理工大學(xué)電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院,河南 焦作 454000;2.河南理工大學(xué)控制工程省重點(diǎn)學(xué)科開放實(shí)驗(yàn)室,河南 焦作 454000;3.西北工業(yè)大學(xué)電子信息學(xué)院,西安 710129;4.河南工業(yè)和信息化職業(yè)學(xué)院電氣工程系,河南 焦作 454000)對(duì)鐵芯結(jié)構(gòu)的改進(jìn)有利于滿足微型磁通門傳感器降低功耗的要求,但不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)所取得的效果不同,為此對(duì)鐵芯結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化分析,并采用ME

于等效鐵芯電感的磁通門HSPICE分析模型*崔智軍1，2*，楊尚林3（1.安康學(xué)院電子與信息工程學(xué)院，陜西安康725000；2.西北工業(yè)大學(xué)電子信息學(xué)院，西安710129；3.北方民族大學(xué)電氣信息工程學(xué)院，銀川750021）提出了一種基于隨電流變化的鐵芯電感的磁通門HSPICE（High Simulation Program with IC Emphasis）模型，該磁通門模型鐵芯的磁滯回線使用反正切函數(shù)來描述，其激勵(lì)與測(cè)量線圈等效為一種隨電流變化的電感電

?基于最小二乘的磁通門梯度儀轉(zhuǎn)向差校正方法高翔, 嚴(yán)勝剛, 李斌(西北工業(yè)大學(xué) 航海學(xué)院, 陜西 西安 710072)針對(duì)磁通門梯度儀中單個(gè)磁通門傳感器由于加工工藝等原因存在零偏誤差、靈敏度誤差和三軸非正交誤差，且多個(gè)磁通門傳感器由于安裝誤差存在擺放方位不一致的問題，建立了磁梯度儀的自校正模型和互校正數(shù)學(xué)模型，采用最小二乘算法對(duì)2種模型參數(shù)進(jìn)行求解。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該校正方法求解方便、可操作性強(qiáng)，三軸磁通門梯度儀在穩(wěn)定的地磁場(chǎng)環(huán)境下采集多組磁場(chǎng)數(shù)據(jù)，就能有效降

磁場(chǎng)積分方程法的磁通門瞬態(tài)分析*侯曉偉*，李菊萍，郭俊杰（寧波中車時(shí)代傳感技術(shù)有限公司，浙江寧波315021）利用靜態(tài)積分方程法來分析設(shè)計(jì)磁通門，雖然能夠使計(jì)算時(shí)間大大減少，而且在精度方面也可以達(dá)到磁通門的要求，但是靜態(tài)積分方程法沒有準(zhǔn)確考慮頻率的影響，只能對(duì)磁通門進(jìn)行準(zhǔn)靜態(tài)分析，而對(duì)磁通門進(jìn)行瞬態(tài)分析的問題未能得到解決。本文根據(jù)磁通門鐵芯特點(diǎn)，研究了基于磁場(chǎng)積分方程法的磁通門準(zhǔn)靜態(tài)分析模型，在此基礎(chǔ)上，對(duì)其數(shù)學(xué)模型改進(jìn)，建立了可以對(duì)磁通門進(jìn)行瞬態(tài)分析的數(shù)

集膚效應(yīng)；轉(zhuǎn)子；磁通；電抗1　改善異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)性能的重要意義電動(dòng)機(jī)是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最重要的拖動(dòng)設(shè)備之一。三相異步電動(dòng)機(jī)由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和其他生產(chǎn)當(dāng)中。眾所周知，電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)性能是電力拖動(dòng)系統(tǒng)的一個(gè)重要指標(biāo)。在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)特性中，最主要的是啟動(dòng)電流和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)如不采取相應(yīng)措施直接投入電網(wǎng)啟動(dòng)，啟動(dòng)電流會(huì)很大，啟動(dòng)瞬間轉(zhuǎn)矩所造成的機(jī)械沖擊也會(huì)影響其本身及其拖動(dòng)設(shè)備的使用壽命，過大的啟動(dòng)電流還會(huì)加速電機(jī)的絕緣

頻率，Bm為最大磁通密度.電抗器在工作時(shí)，產(chǎn)生的交變磁通會(huì)在鐵心中感應(yīng)出電流，電流在垂直于磁通方向的平面內(nèi)會(huì)形成環(huán)流，造成渦流損耗.渦流損耗不僅與磁場(chǎng)的交變頻率和幅值相關(guān)，同時(shí)還與磁場(chǎng)波形密切相關(guān).單位質(zhì)量鐵心的渦流損耗：式中：Pe為渦流損耗功率；k 為勵(lì)磁電流的波形系數(shù)，d 為硅鋼片的厚度，γ為硅鋼片密度；ρ為硅鋼片電阻率.大量的研究結(jié)果表明：在直流偏磁工況下，鐵損和磁通的分布表現(xiàn)出與標(biāo)準(zhǔn)正弦激勵(lì)條件下不同的規(guī)律［8-12］.由式（1）和（2）可知，在鐵

O超導(dǎo)塊材因具備磁通釘扎能力，故可以捕獲一定的磁場(chǎng)，在外磁場(chǎng)撤去以后可以作為超導(dǎo)磁體使用。超導(dǎo)磁體具有磁場(chǎng)強(qiáng)、體積小、重量輕等特點(diǎn)，具備很大的應(yīng)用潛力和市場(chǎng)價(jià)值，故其磁化規(guī)律和磁化機(jī)制是高溫超導(dǎo)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一［1－4］。但超導(dǎo)塊材在成為超導(dǎo)磁體之前，必須充磁磁化才能在臨界溫度以下作為超導(dǎo)磁體使用。目前，超導(dǎo)體得到的最高捕獲磁場(chǎng)可以達(dá)到17T（29K）［1］，可達(dá)常規(guī)磁體產(chǎn)生磁場(chǎng)的數(shù)倍。高溫超導(dǎo)塊材的磁化方式主要有兩種：第一種是脈沖磁場(chǎng)充磁，另一種是靜磁

00)0 引 言磁通門傳感器是一種具有高靈敏度、高穩(wěn)定性等優(yōu)良綜合性能的低頻矢量磁場(chǎng)測(cè)量器件，被廣泛應(yīng)用于國防和工業(yè)領(lǐng)域［1］。近年來，得益于微機(jī)電系統(tǒng)(micro-electromechanical systems，MEMS)技術(shù)的發(fā)展，在硅基底上制作的微型磁通門因其體積小、重量輕、與外圍電路集成性好等特點(diǎn)，在納型/皮型衛(wèi)星、小型無人機(jī)、平行機(jī)器人等領(lǐng)域展示出極大的發(fā)展?jié)摿Γ?～5］。由于磁通門工作時(shí)需要鐵芯達(dá)到飽和，所以，雖然硅基微型磁通門的器件尺寸已

原030051）磁通集聚器結(jié)構(gòu)由高磁導(dǎo)率的軟磁材料制成。在磁場(chǎng)環(huán)境中，高磁導(dǎo)率材料具有匯聚磁力線的作用。該作用能夠使得高磁導(dǎo)率材料內(nèi)部磁場(chǎng)強(qiáng)度大于外部環(huán)境磁場(chǎng)強(qiáng)度。在現(xiàn)階段常用的微型磁傳感器精度低，無法滿足地磁場(chǎng)環(huán)境中弱磁場(chǎng)高靈敏度高精度的測(cè)量需求。因此在現(xiàn)有磁傳感器的基礎(chǔ)上外加磁通集聚器結(jié)構(gòu)能夠提高現(xiàn)有磁傳感器的靈敏度，提高弱磁場(chǎng)的測(cè)量精度和靈敏度。相比于信號(hào)調(diào)理電路增大靈敏度，磁通集聚器利用放大環(huán)境磁場(chǎng)特性增大磁傳感器的靈敏度，該方式不會(huì)影響傳感器電路

23）摘要為提高磁通門羅盤的可靠性和測(cè)量精度、擴(kuò)大其適用性，對(duì)抗傾斜小尺寸高精度地磁傳感器的磁通門羅盤探頭的電路進(jìn)行了研究設(shè)計(jì)。經(jīng)實(shí)際測(cè)量，探頭均能達(dá)到小于0.3°的精度，實(shí)現(xiàn)?20°～20°的抗傾斜，均方誤差精度也小于0.5°。關(guān)鍵詞地磁傳感器；磁通門羅盤；探頭電路設(shè)計(jì)；高精度目前方位測(cè)定主要有地磁傳感器（也稱地磁羅盤）和慣性導(dǎo)航兩種。慣性導(dǎo)航如陀螺儀是基于感受地球自轉(zhuǎn)角速度來定位的，雖然能實(shí)現(xiàn)高精度定位，但技術(shù)復(fù)雜、價(jià)格高昂、維護(hù)困難、體積大且啟動(dòng)時(shí)間

)?微型正交激勵(lì)磁通門結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)*郭 博,劉詩斌*,楊尚林(西北工業(yè)大學(xué)電子信息學(xué)院,西安 710129)利用三維電磁場(chǎng)仿真軟件對(duì)線-芯結(jié)構(gòu)微型正交激勵(lì)磁通門進(jìn)行了仿真分析。研究了不同頻率下激勵(lì)線寬度、鐵芯寬度、激勵(lì)線厚度、鐵芯厚度等磁通門結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)鐵芯飽和情況的影響。以減小激勵(lì)電流、降低磁通門功耗為目標(biāo),討論了采用線-芯結(jié)構(gòu)的微型正交激勵(lì)磁通門所應(yīng)選擇的結(jié)構(gòu)尺寸。采用MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)工藝制備了這種結(jié)

同點(diǎn)單鐵芯雙分量磁通門傳感器*徐 斌,顧 偉*(上海海事大學(xué)物流工程學(xué)院,上海 200135)雙分量磁通門傳感器在金屬磁記憶檢測(cè)中得到廣泛使用,且使用的雙分量磁通門傳感器為雙鐵芯式跑道型設(shè)計(jì)的磁通門傳感器。由于傳感器中的雙鐵芯磁參數(shù)不一致、鐵芯不閉合的原因,產(chǎn)生變壓器效應(yīng),形成了測(cè)量噪聲。雙分量磁通門通常由兩個(gè)磁通門傳感器平行放置而成。因此,由于傳感器鐵芯參數(shù),線圈參數(shù)不可能完全一致所造成的傳感器之間的一致性差,而且雙分量或多分量磁通門傳感器存在著幾何中心

；穿窗電流；附加磁通1 引言在變壓器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，必須要求繞組的首、末端均布置在鐵心的同一側(cè)。如果不在同一側(cè)則首、末端通過用電負(fù)載后會(huì)在變壓器外部閉合，因其穿過鐵心窗口在鐵軛外側(cè)閉合，俗稱穿窗電流，其大小與繞組的線端電流相等。該穿窗電流會(huì)在變壓器的鐵軛回路中建立一附加磁通。根據(jù)安培環(huán)路定律，該附加磁通與穿窗電流的安匝成正比，因?yàn)榇┻^鐵心窗口的是一匝線，所以穿窗電流的大小與繞組的線端電流相等。而穿窗電流產(chǎn)生的附加磁通與主磁通在鐵心中疊加會(huì)造成鐵軛的磁通過

。則整個(gè)導(dǎo)線的內(nèi)磁通為按照一般教科書的表述［2～3］，可得內(nèi)磁鏈與電流的交鏈微元為根據(jù)Li=ψi/I，可得L 長(zhǎng)度的通電載流體的內(nèi)自感系數(shù)為圖1 內(nèi)磁通、內(nèi)磁鏈?zhǔn)疽鈭D上述推算中存在一個(gè)問題，即由此得到的自感系數(shù)比直接用式(2)計(jì)算內(nèi)磁通所得的內(nèi)自感系數(shù)相比減小了一半。雖然文獻(xiàn)［3］用場(chǎng)能的方法得出了上式的正確性，但仍然不能夠物理上給出合理的解釋。文獻(xiàn)［4］談及了此問題的復(fù)雜性，并用平均值法進(jìn)行了分析，相當(dāng)于加權(quán)平均，但很難理解問題的本質(zhì)。筆者認(rèn)為有必要從本

于疊片平面的工作磁通的交變，在硅鋼片橫截面內(nèi)會(huì)引起渦流。但大型電力變壓器中常采用的硅鋼片的厚度只有 0.27～0.35mm，片間有絕緣，該部分渦流被限制在很窄的區(qū)域內(nèi)，引起的渦流損耗是很小的[1]。通常在用有限元軟件計(jì)算分析電力變壓器渦流問題時(shí)，受計(jì)算機(jī)容量和計(jì)算時(shí)間的限制，不分析每一個(gè)疊片內(nèi)的渦流，而是將變壓器鐵心或磁屏蔽的疊片建成一個(gè)實(shí)體塊（bulk），對(duì)于疊片材料的電導(dǎo)率設(shè)為零或給定電導(dǎo)率各向異性[2,3]。對(duì)于變壓器鐵心和屏蔽疊片內(nèi)該部分渦流損耗的

50001）爆炸磁通量壓縮發(fā)生器（Explosive Magnetic Flux Compression Generator，MFCG 或FCG）是通過炸藥爆炸驅(qū)動(dòng)電樞向外膨脹，對(duì)磁場(chǎng)同軸均勻壓縮，把化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能的一種一次性脈沖產(chǎn)生裝置。MFCG 具有結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量輕、脈沖上升時(shí)間短、儲(chǔ)能密度高（MJ/kg量級(jí)）等特點(diǎn)，使其在現(xiàn)代高能密度物理、強(qiáng)磁場(chǎng)物理、核爆模擬、軍事應(yīng)用等一系列研究上具有十分廣泛的應(yīng)用。射頻爆磁壓縮發(fā)生器（Radio Frequen