基于磁滞模型的零磁装置性能分析

发布时间：2023-03-26 17:47

　　极其微弱的磁场环境称为近零磁场环境,近零磁场环境已经被应用在了前沿科学、国防、航天等许多领域,具有重要的科研意义。哈尔滨工业大学承担建设的国家重大基础科技设施“空间磁环境模拟与研究系统”,通过屏蔽地磁以及其他各类磁场干扰,从而模拟零磁环境。该项目建造了一个高精度高可控的零磁装置,该装置是我国空间环境地面模拟装置重要组成部分。本课题研究的大型零磁装置的主要工作是研究装置的分析方法以准确地对装置的性能进行分析,为零磁装置的建设提供理论基础,进而建成世界一流的零磁装置。在零磁装置进行分析之前,需要对装置所使用材料的磁特性进行测量。本课题根据行业内通用的测试标准对装置使用的坡莫合金材料进行了磁特性方面的测量。本课题以测试原理为依据,对现有的测试系统进行改进。使用改进后的系统,提高了材料磁特性的测试准确性。为坡莫合金材料建立了高精度的磁滞模型,并在材料样品上进行实验,使用粒子群法获得了磁滞模型的相关参数。本文介绍了在静态和时变两种情况下计算零磁装置屏蔽系数的方法,分别通过解析法和等效面有限元法对无穷长的屏蔽筒及正方体屏蔽室的屏蔽能力进行了分析。针对非正弦周期性或非周期性外磁场波形下内部动态磁场波...

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的背景与研究意义
        1.1.1 课题来源与研究背景
        1.1.2 研究目的及意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 零磁装置屏蔽系数研究现状
        1.2.2 磁滞模型建立方法的现状
        1.2.3 零磁装置屏蔽材料磁特性测试方法研究现状
    1.3 本文主要研究内容
第2章 屏蔽材料磁特性测量与磁滞模型建立
    2.1 引言
    2.2 零磁装置屏蔽材料的磁特性测试
        2.2.1 测试原理与方法
        2.2.2 典型材料的直流及交流磁特性
    2.3 零磁装置屏蔽材料磁滞模型的建立
        2.3.1 Jiles-Atherton模型
        2.3.2 零磁装置屏蔽材料磁滞模型参数的求取
    2.4 本章小结
第3章 零磁装置的屏蔽系数计算方法
    3.1 引言
    3.2 被动磁屏蔽的原理
    3.3 屏蔽系数的解析计算方法
        3.3.1 静态磁场屏蔽系数的解析计算方法
        3.3.2 交流磁场屏蔽系数的解析计算方法
    3.4 屏蔽系数的有限元计算方法
        3.4.1 基于等效面的直流屏蔽系数计算方法
        3.4.2 基于等效面的交流屏蔽系数计算方法
    3.5 本章小结
第4章 针对任意干扰的JA-FEM屏蔽系数计算方法
    4.1 引言
    4.2 JA-FEM方法
    4.3 非正弦外界磁干扰下内部磁场分析
        4.3.1 三角波类干扰磁场分析
        4.3.2 方波类干扰磁场分析
    4.4 针对实际屏蔽装置搭接结构的等效JA模型
        4.4.1 无限长搭接单元的等效JA模型
        4.4.2 MSR二维磁通回路的等效JA模型
    4.5 本章小结
第5章 实际零磁装置屏蔽性能的实验验证
    5.1 引言
    5.2 四层零磁装置基本方案
    5.3 低频至高频的屏蔽系数分析
        5.3.1 实验系统构建
        5.3.2 测试结果与理论分析的互相验证
    5.4 任意磁干扰下的屏蔽装置内部磁场分析
        5.4.1 任意波形的输出方法
        5.4.2 测试结果与理论分析的相互验证
    5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢



本文编号：3771411