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横向磁场对绝缘/导电圆管中磁气体动力学流动和传热特性的影响

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物理学报 2022年第16期71卷 242-255页

作者：赵其进毛保全白向华杨雨迎陈春林陆军装甲兵学院兵器与控制系北京100072

磁场对圆管内磁气体动力学流动和传热特性的调控作用在诸多领域具有重要的应用价值,但目前尚缺乏相关的基础性研究.本文考虑圆管壁面的导电性以及入口处湍流不充分发展的影响,构建了圆管内磁气体动力学流在横向磁场作用下的物理模型和... 详细信息

磁场对圆管内磁气体动力学流动和传热特性的调控作用在诸多领域具有重要的应用价值,但目前尚缺乏相关的基础性研究.本文考虑圆管壁面的导电性以及入口处湍流不充分发展的影响,构建了圆管内磁气体动力学流在横向磁场作用下的物理模型和数学模型,基于计算流体力学理论完成了数值求解,得到了哈特曼数Ha及壁面电导率比C等因素对圆管内流动和传热特性的影响规律,进而通过分析感应电流、电磁力和焦耳热的空间分布,阐明了磁场对流动和传热特性的调控机理.研究结果表明,横向磁场作用下圆管内的湍流流动呈现各向异性分布,Hartmann边界层附近的湍流动能明显低于Roberts边界层附近,且流速和湍流动能的各向异性随Ha的增加及流动的延伸越来越显著;绝缘管道内,Hartmann边界层附近的速度梯度增大,但具有大C值的导电圆管内,Roberts边界层内的速度梯度反而大于Hartmann边界层附近;横向磁场对圆管内的传热具有抑制作用,对于不同的C值,平均努塞尔数都随Ha的增加呈现先减小后增大的趋势,即传热抑制存在“饱和效应”;圆管内流动特性的转变源于磁场与流体耦合作用下电磁力的变化,而传热特性的转变源于磁场对湍流的抑制以及焦耳热效应的耦合作用.

关键词：磁气体动力学流横向磁场壁面电导率流动和传热特性

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横向磁场中的功的互等定理

振动与冲击 2005年第5期24卷 121-122,126页

作者：付宝连陈英杰燕山大学建筑工程与力学学院秦皇岛066004

对于两个具有相同的材料、尺寸和形状,但可以具有不同的不变横向磁场作用,还可以具有不相同的静力边界条件和位移边界条件的金属模板进行了分析研究,并在这两个金属模板之间建立了功的互等定理。作为算例,应用该互等定理计算了在横向磁... 详细信息

对于两个具有相同的材料、尺寸和形状,但可以具有不同的不变横向磁场作用,还可以具有不相同的静力边界条件和位移边界条件的金属模板进行了分析研究,并在这两个金属模板之间建立了功的互等定理。作为算例,应用该互等定理计算了在横向磁场中两对边简支和另两对边固定金属薄矩形板的固有频率。计算表明,该定理简便实用,适合于工程实际应用。

关键词：横向磁场金属薄板功的互等定理

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横向磁场永磁直线电动机电磁力的分析与计算

电工技术学报 2007年第8期22卷 126-130页

作者：邹继斌王骞张洪亮哈尔滨工业大学电气工程与自动化学院哈尔滨150001

直线电动机不需机械转换装置即可实现直线运动,但输出力密度低也限制了其应用场合。针对此不足,文中采用横向磁场结构,提出了一种新型的永磁直线电动机结构形式。在对电动机运行机理进行分析的基础上,从理论上对电动机的定位力特性和“... 详细信息

直线电动机不需机械转换装置即可实现直线运动,但输出力密度低也限制了其应用场合。针对此不足,文中采用横向磁场结构,提出了一种新型的永磁直线电动机结构形式。在对电动机运行机理进行分析的基础上,从理论上对电动机的定位力特性和“力?位移”特性进行了研究,并应用三维有限元法对其进行了数值计算和分析。计算结果与理论分析结果相符,验证了理论分析的正确性,为横向磁场永磁直线电动机的深入研究奠定了良好的基础。

关键词：横向磁场直线电动机电磁力三维有限元法

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横向磁场磁通反向直线电机的设计与分析

中国电机工程学报 2017年第4期37卷 1216-1224页

作者：寇宝泉罗俊杨小宝张鲁周一恒哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院黑龙江省哈尔滨市150001

提出一种横向磁场磁通反向结构的直线电机。相对于传统横向磁场直线电机,该电机具有紧凑结构,提高了电机内部的空间利用率。同时,采用将永磁体置于电机初级齿上的结构,次级仅由铁心组成,使得次级加工安装更加方便,对于长行程应用场合还... 详细信息

提出一种横向磁场磁通反向结构的直线电机。相对于传统横向磁场直线电机,该电机具有紧凑结构,提高了电机内部的空间利用率。同时,采用将永磁体置于电机初级齿上的结构,次级仅由铁心组成,使得次级加工安装更加方便,对于长行程应用场合还能大幅降低系统成本。首先,文中阐述了该电机的基本结构和运行原理;其次,通过采用将永磁体等效为磁化电流,次级铁心调制电枢磁场的方法推导了电机的电磁推力及电磁推力密度的表达式;然后,通过三维有限元法对电机的几何结构尺寸进行了优化;最后,研制了一台样机,测得了样机的反电势与静推力。理论分析与实验所得结果吻合,验证了理论分析的正确性。

关键词：横向磁场磁通反向直线电机设计方法实验研究

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横向磁场磁通反向电机的特性分析

电工技术学报 2017年第A02期32卷 18-25页

作者：寇宝泉杨小宝罗俊周一恒张鲁哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院哈尔滨150001

提出一种横向磁场磁通反向电机结构,电机中的永磁体与电枢绕组均位于定子侧,转子齿嵌入开槽的非导磁材料转子筒中,定转子铁心均可由硅钢片叠压制成。相比传统横向磁场电机,横向磁场磁通反向电机具有结构简单、加工方便的优点。介绍了电... 详细信息

提出一种横向磁场磁通反向电机结构,电机中的永磁体与电枢绕组均位于定子侧,转子齿嵌入开槽的非导磁材料转子筒中,定转子铁心均可由硅钢片叠压制成。相比传统横向磁场电机,横向磁场磁通反向电机具有结构简单、加工方便的优点。介绍了电机的基本结构,阐述了电机的基本工作原理。利用傅里叶级数法推导了电机的反电动势、电磁转矩以及定位转矩的表达式。利用三维有限元方法,分析了电机的永磁磁链、反电动势、定位转矩和电磁转矩等基本特性。在其基础上研制一台样机并进行初步实验研究,实验结果与有限元结果相吻合,验证了理论分析的正确性。

关键词：横向磁场磁通反向傅里叶级数法有限元分析

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横向磁场下中频真空电弧形态及电弧电压特性

中国电机工程学报 2011年第1期31卷 131-137页

作者：朱立颖武建文北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京市海淀区100191

研究了杯状横向磁场触头中频真空电弧（400~800 Hz）的电弧形态及电压特性。实验在单频回路中进行,采用去掉屏蔽罩的杯状横向磁场真空灭弧室进行实验,触头直径为66 mm,触头开距为4 mm。实验结果表明：只有当电流升高到一定值时,电弧才... 详细信息

研究了杯状横向磁场触头中频真空电弧（400~800 Hz）的电弧形态及电压特性。实验在单频回路中进行,采用去掉屏蔽罩的杯状横向磁场真空灭弧室进行实验,触头直径为66 mm,触头开距为4 mm。实验结果表明：只有当电流升高到一定值时,电弧才有运动现象;电弧的运动特性主要受磁场的影响;电弧运动不是产生高频电弧电压噪声的原因,而当阴极斑点占据整个阴极表面时,电弧电压才产生高频噪声。最后根据实验结果得到电弧电压与电流幅值和频率的关系公式。

关键词：横向磁场真空电弧中频电弧形态电弧电压

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横向磁场中大挠度金属薄板的混沌振动

物理学报 2010年第9期59卷 6599-6605页

作者：薛春霞张善元树学锋中北大学理学院力学系太原030051 太原理工大学应用力学研究所太原030024

利用Karman关于板的大挠度理论,考虑涡电流在板中引起的Lorentz力,导出了在横向磁场和横向载荷共同作用下薄板的非线性运动方程.借助Bubnov-Galerkin法将非线性偏微分方程转化为含三次非线性项的常微分方程.在定性分析的基础上,利用次... 详细信息

利用Karman关于板的大挠度理论,考虑涡电流在板中引起的Lorentz力,导出了在横向磁场和横向载荷共同作用下薄板的非线性运动方程.借助Bubnov-Galerkin法将非线性偏微分方程转化为含三次非线性项的常微分方程.在定性分析的基础上,利用次谐轨道的Melnikov函数给出了发生Smale马蹄型混沌运动的阈值条件,进而数值计算了系统的分岔图、相应的相图、Poincaré映射和时程曲线,给出了混沌运动的数字特征.分析结果表明:磁感应强度和外载荷都会影响系统的振动特性.

关键词：金属薄板大挠度横向磁场混沌振动

横向磁场永磁直线电机连续往复运行时温度场计算与分析

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电机与控制学报 2016年第5期20卷 77-83页

作者：赵玫邹继斌张云亮韩辅君杨洪勇鲁东大学信息与电气工程学院山东烟台264025 哈尔滨工业大学电气工程及其自动化学院黑龙江哈尔滨150001 威海广泰空港设备股份有限公司博士后科研工作站山东威海264200

根据横向磁场永磁直线电机在直线运动系统中的具体应用,对连续往复运行工况下电机的温升特性进行了研究。在综合考虑电机结构和运行状态特殊性的基础上,首先,建立横向磁场永磁直线电机包含机壳端盖在内且计及电枢绕组三维结构的温度场... 详细信息

根据横向磁场永磁直线电机在直线运动系统中的具体应用,对连续往复运行工况下电机的温升特性进行了研究。在综合考虑电机结构和运行状态特殊性的基础上,首先,建立横向磁场永磁直线电机包含机壳端盖在内且计及电枢绕组三维结构的温度场计算模型;其次,应用传热学理论,在考虑电机热源、工作状态和电机各部分热交换等因素的前提下,给出电机中材料的热传导系数、比热容以及各个表面散热系数的确定方法,同时,给出动子表面的散热系数、气隙间动子外表面和定子内表面的散热系数随速度的变化规律;最后,计算电机在连续往复运行工况下的瞬态温度场,并通过样机实验对温度场的计算结果进行了验证。

关键词：横向磁场永磁直线电机温度场连续往复

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横向磁场永磁直线电机结构及电感参数分析

电机与控制学报 2010年第11期14卷 37-43页

作者：王骞邹继斌赵玫哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院黑龙江哈尔滨150001

针对目前大多数横向磁场电机存在定子分离元件数较多、结构复杂等不足,在采用脉振磁场理论对横向磁场电机电磁机理进行分析的基础上,提出一种结构简单的横向磁场永磁直线电机。由于在结构中相邻两相绕组存在共槽边,因而带来了各相绕组... 详细信息

针对目前大多数横向磁场电机存在定子分离元件数较多、结构复杂等不足,在采用脉振磁场理论对横向磁场电机电磁机理进行分析的基础上,提出一种结构简单的横向磁场永磁直线电机。由于在结构中相邻两相绕组存在共槽边,因而带来了各相绕组的耦合问题;为此,分别采用磁路法和三维有限元法对横向磁场永磁直线电机的绕组电感进行计算和分析,通过比较绕组自感和互感的大小对相磁耦合问题进行判断和分析,并制作样机进行实验研究。研究结果表明,提出的横向磁场永磁直线电机结构简单,且各相基本解耦,使控制方法大大简化。

关键词：永磁直线电机横向磁场脉振磁场电感磁耦合