中文名 | 導(dǎo)磁體 | 外文名 | magnetizer |
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學(xué)????科 | 電氣工程 | 應(yīng)????用 | 淬火加熱工藝 |
別????名 | 磁通集中器 | 實(shí)????例 | 高頻導(dǎo)磁體等 |
由于頻率高達(dá)500kHz,高頻導(dǎo)磁體只能用粉末制造。其粉末顆粒極細(xì),經(jīng)壓制燒結(jié)而成,但在高頻電流下,還會(huì)發(fā)熱。
原蘇聯(lián)與我國(guó)早在20世紀(jì)50年代已生產(chǎn)了鐵氧體高頻導(dǎo)磁體。燒結(jié)成陶瓷狀的高頻導(dǎo)磁體的缺點(diǎn)是硬而脆,極難加工,影響其使用與推廣。其后發(fā)展了泥糊狀導(dǎo)磁體,但磁導(dǎo)率較低。
鐵氧體高頻導(dǎo)磁體,國(guó)內(nèi)有多家導(dǎo)磁體廠生產(chǎn),除此之外,無(wú)線電器材廠生產(chǎn)的軟磁鐵氧體材料,有更高的居里點(diǎn)溫度( 500℃)與工作頻率(300~700MHz)。
工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)展了可加工導(dǎo)磁體,美、德、日等國(guó)家均有產(chǎn)品。表7 -12列出美國(guó)的可加工導(dǎo)磁體的主要性能。
可加工導(dǎo)磁體以圓柱體、矩形長(zhǎng)條及板塊供應(yīng),可以機(jī)械加工成所需形狀??杉庸?dǎo)磁體一般由羰基鐵制造,又稱磁電介質(zhì),由極細(xì)的鐵粉與粘接劑經(jīng)模壓烘干而成。鐵粉顆粒之間是絕緣的。使用頻率愈高的導(dǎo)磁體,要求越細(xì)的鐵粉;可力口工導(dǎo)磁體的密度越大,磁導(dǎo)率亦越高。導(dǎo)磁體的耐熱性取決于粘接劑的材料?,F(xiàn)在人們認(rèn)識(shí)到粘接劑的熱導(dǎo)率也十分重要。試驗(yàn)證明,粘接劑的熱導(dǎo)率越高,導(dǎo)磁體降溫越快。
可加工導(dǎo)磁體的使用壽命與它的使用溫度有關(guān)。與硅鋼片導(dǎo)磁體一樣,感應(yīng)器設(shè)計(jì)上要使有效圈能良好地將導(dǎo)磁體上的熱帶走。
導(dǎo)磁體也稱磁場(chǎng)集中器(magnetic flux field concentrators)或鐵心(core)。它是由磁性材料制成的疊片或塊狀元件。
過(guò)去對(duì)中頻導(dǎo)磁體,習(xí)慣使用的是硅鋼片疊片或純鐵片疊片。為減少鐵損,選擇硅鋼片的厚度是隨頻率的提高而減薄,理論上硅鋼片的厚度應(yīng)小于它的電流透入深度。如中頻導(dǎo)磁體,當(dāng)f=8~10kHz,選用0.2~0.35mm厚。由于制造技術(shù)的發(fā)展,國(guó)內(nèi)外冷軋鋼片已有0. 05 mm厚度的產(chǎn)品,在強(qiáng)冷下可用于100kHz,但價(jià)格昂貴。
磁鐵本身并不能傳導(dǎo)磁力線,也就是不導(dǎo)磁.因?yàn)榇盆F的特性就決定了磁力線總是包圍在磁鐵周?chē)囊欢臻g內(nèi).最明顯的實(shí)例就是用磁鐵做鐵芯的發(fā)電線圈并不能發(fā)出電來(lái).用鐵芯做電感線圈的芯,電感量和空芯時(shí)一樣,也沒(méi)...
導(dǎo)磁體如同輸電系統(tǒng)中的導(dǎo)電體,電阻很小,易于電流通過(guò)相似,導(dǎo)磁體的磁阻很小,易于磁通通過(guò);不僅如此,導(dǎo)磁體的作用還能夠控制磁通的密度和方向,改變感應(yīng)器中的電流分布,達(dá)到所需要的各種加熱要求。當(dāng)安上導(dǎo)磁...
磁鐵可分為“永久性磁鐵”與“非永久性磁鐵”。 永久性磁鐵可以是天然產(chǎn)物,又稱天然磁石,也可以由人工制造(最強(qiáng)的磁鐵是釹鐵硼磁鐵),即能永久性保持磁性的磁鐵。 非永久性磁鐵加熱到一定的溫度會(huì)突然失去...
由此顧名思義,導(dǎo)磁體如同輸電系統(tǒng)中的導(dǎo)電體,電阻很小,易于電流通過(guò)相似,導(dǎo)磁體的磁阻很小,易于磁通通過(guò);不僅如此,導(dǎo)磁體的作用還能夠控制磁通的密度和方向,改變感應(yīng)器中的電流分布,達(dá)到所需要的各種加熱要求。
手成形導(dǎo)磁體也稱泥糊狀導(dǎo)磁體或?qū)Т拍?,是?dǎo)磁粉與粘接劑的混合物,有點(diǎn)像橡膠泥,用手可捏成所要求的形狀,擠壓到需要貼的銅管上,再通過(guò)包扎、烘干,可以與銅管結(jié)合成一體。美國(guó)公司生產(chǎn)的手成形導(dǎo)磁體主要應(yīng)用于不適鑲裝可加工導(dǎo)磁體的部位,其性能與對(duì)應(yīng)的可加工導(dǎo)磁體相似,但因其粘接劑含量高,密度與磁導(dǎo)率均比可加工導(dǎo)磁體低一些。手成形導(dǎo)磁體應(yīng)用實(shí)例有小內(nèi)孔及盤(pán)香型平面感應(yīng)器,小內(nèi)孔是多匝的,由于有中心回路導(dǎo)管,因此,從截面上計(jì)算,3個(gè)管外徑加2個(gè)絕緣間隙即等于內(nèi)孔感應(yīng)器外徑,而此絕緣間隙一般不小于2mm,用手成形導(dǎo)磁體充填此間隙,起到絕緣層與提高感應(yīng)器效率的雙重作用,因此,要求手成形導(dǎo)磁體有良好的電阻率。圖1所示為手成形導(dǎo)磁體應(yīng)用的實(shí)例。
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對(duì)帶Fluxtrol LRM導(dǎo)磁體和硅鋼片的典型感應(yīng)器用20 kHz感應(yīng)加熱設(shè)備進(jìn)行了感應(yīng)加熱試驗(yàn),測(cè)定了這兩種導(dǎo)磁材料的聚磁性和導(dǎo)熱性能。結(jié)果表明,對(duì)于中低頻感應(yīng)加熱,Fluxtrol LRM導(dǎo)磁體具有更好的聚磁性和導(dǎo)熱性能,可以代替硅鋼片。此外,還介紹了導(dǎo)磁體的某些應(yīng)用實(shí)例。
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超導(dǎo)磁體失超過(guò)程的過(guò)電壓準(zhǔn)確分析是失超保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。對(duì)于分段保護(hù)的超導(dǎo)螺線管磁體,在傳統(tǒng)橢球形正常區(qū)失超傳播模型的基礎(chǔ)上,將3維溫度計(jì)算結(jié)果映射到1維導(dǎo)線方向上,確定沿導(dǎo)線的溫度分布,進(jìn)而計(jì)算出各匝電阻。將線圈看作以匝為單位的電阻和電感組成的電路,計(jì)算出沿導(dǎo)線的電阻電壓、電感電壓以及合電壓瞬態(tài)分布,較準(zhǔn)確地估計(jì)了失超過(guò)程中最大對(duì)地電壓、層間電壓和匝間電壓。利用該方法對(duì)某分段保護(hù)的螺線管磁體進(jìn)行了計(jì)算,獲得了失超過(guò)程中磁體內(nèi)部過(guò)電壓;發(fā)現(xiàn)磁體內(nèi)部的電壓分布由方向相反的電感電壓和電阻電壓共同決定;以單段正常區(qū)電阻電壓作為該磁體對(duì)地電壓過(guò)于保守。
12月14日,中科院強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心混合磁體的外超導(dǎo)磁體調(diào)試達(dá)到11特斯拉磁場(chǎng)強(qiáng)度,這是在穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)裝置于2017年9月27日?qǐng)A滿完成國(guó)家竣工驗(yàn)收后,其磁體裝置性能提升實(shí)驗(yàn)取得的新的重要進(jìn)展。在竣工驗(yàn)收時(shí),該混合磁體的外超導(dǎo)磁體實(shí)現(xiàn)了國(guó)家任務(wù)指標(biāo)——10特斯拉,而混合磁體裝置順利實(shí)現(xiàn)了40特斯拉任務(wù)指標(biāo)。
在穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)裝置通過(guò)國(guó)家竣工驗(yàn)收后,強(qiáng)磁場(chǎng)中心的科研人員繼續(xù)努力,做出了一系列的裝置性能提升工作,希望沖擊國(guó)際穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)強(qiáng)度巔峰。這次外超導(dǎo)磁體調(diào)試達(dá)到11特斯拉,為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)奠定了關(guān)鍵基礎(chǔ)。目前強(qiáng)磁場(chǎng)中心正在對(duì)混合磁體的內(nèi)水冷磁體進(jìn)行升級(jí)調(diào)試,計(jì)劃向最高的目標(biāo)沖刺。
混合磁體的外超導(dǎo)磁體的室溫口徑達(dá)到800毫米。如此大口徑的超導(dǎo)磁體裝置產(chǎn)生11特斯拉磁場(chǎng),在國(guó)際強(qiáng)磁場(chǎng)超導(dǎo)磁體技術(shù)領(lǐng)域是一個(gè)重要的里程牌。(中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院)
磁體一般分為軟磁體和硬磁體。
軟磁體是指用鐵等材料做的磁體,磁性不能永久保持。
硬磁體就是永磁體,一般是用鋼做的,磁性能永久保持。
內(nèi)容簡(jiǎn)介
《大型超導(dǎo)磁體電流引線理論及應(yīng)用》一書(shū)介紹了大型超導(dǎo)磁體電流引線的理論以及在EAST裝置上的應(yīng)用,全書(shū)共分7章,主要內(nèi)容包括超導(dǎo)磁體電流引線的基本理論、電流引線的設(shè)計(jì)方法、EAST核聚變裝置超導(dǎo)磁體電流引線的設(shè)計(jì)實(shí)例等。
本書(shū)可作為核能科學(xué)與工程、機(jī)械設(shè)計(jì)等相關(guān)專業(yè)高年級(jí)的本科生、研究生的參考資料。