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导磁体也称磁场集中器(magnetic flux field concentrators)或铁心(core)。它是由磁性材料制成的叠片或块状元件。
过去对中频导磁体,习惯使用的是硅钢片叠片或纯铁片叠片。为减少铁损,选择硅钢片的厚度是随频率的提高而减薄,理论上硅钢片的厚度应小于它的电流透入深度。如中频导磁体,当f=8~10kHz,选用0.2~0.35mm厚。由于制造技术的发展,国内外冷轧钢片已有0. 05 mm厚度的产品,在强冷下可用于100kHz,但价格昂贵。
由此顾名思义,导磁体如同输电系统中的导电体,电阻很小,易于电流通过相似,导磁体的磁阻很小,易于磁通通过;不仅如此,导磁体的作用还能够控制磁通的密度和方向,改变感应器中的电流分布,达到所需要的各种加热要求。
由于频率高达500kHz,高频导磁体只能用粉末制造。其粉末颗粒极细,经压制烧结而成,但在高频电流下,还会发热。
原苏联与我国早在20世纪50年代已生产了铁氧体高频导磁体。烧结成陶瓷状的高频导磁体的缺点是硬而脆,极难加工,影响其使用与推广。其后发展了泥糊状导磁体,但磁导率较低。
铁氧体高频导磁体,国内有多家导磁体厂生产,除此之外,无线电器材厂生产的软磁铁氧体材料,有更高的居里点温度( 500℃)与工作频率(300~700MHz)。
磁铁本身并不能传导磁力线,也就是不导磁.因为磁铁的特性就决定了磁力线总是包围在磁铁周围的一定空间内.最明显的实例就是用磁铁做铁芯的发电线圈并不能发出电来.用铁芯做电感线圈的芯,电感量和空芯时一样,也没...
导磁体如同输电系统中的导电体,电阻很小,易于电流通过相似,导磁体的磁阻很小,易于磁通通过;不仅如此,导磁体的作用还能够控制磁通的密度和方向,改变感应器中的电流分布,达到所需要的各种加热要求。当安上导磁...
磁铁可分为“永久性磁铁”与“非永久性磁铁”。 永久性磁铁可以是天然产物,又称天然磁石,也可以由人工制造(最强的磁铁是钕铁硼磁铁),即能永久性保持磁性的磁铁。 非永久性磁铁加热到一定的温度会突然失去...
工业发达国家发展了可加工导磁体,美、德、日等国家均有产品。表7 -12列出美国的可加工导磁体的主要性能。
可加工导磁体以圆柱体、矩形长条及板块供应,可以机械加工成所需形状。可加工导磁体一般由羰基铁制造,又称磁电介质,由极细的铁粉与粘接剂经模压烘干而成。铁粉颗粒之间是绝缘的。使用频率愈高的导磁体,要求越细的铁粉;可力口工导磁体的密度越大,磁导率亦越高。导磁体的耐热性取决于粘接剂的材料。现在人们认识到粘接剂的热导率也十分重要。试验证明,粘接剂的热导率越高,导磁体降温越快。
可加工导磁体的使用寿命与它的使用温度有关。与硅钢片导磁体一样,感应器设计上要使有效圈能良好地将导磁体上的热带走。
手成形导磁体也称泥糊状导磁体或导磁泥,是导磁粉与粘接剂的混合物,有点像橡胶泥,用手可捏成所要求的形状,挤压到需要贴的铜管上,再通过包扎、烘干,可以与铜管结合成一体。美国公司生产的手成形导磁体主要应用于不适镶装可加工导磁体的部位,其性能与对应的可加工导磁体相似,但因其粘接剂含量高,密度与磁导率均比可加工导磁体低一些。手成形导磁体应用实例有小内孔及盘香型平面感应器,小内孔是多匝的,由于有中心回路导管,因此,从截面上计算,3个管外径加2个绝缘间隙即等于内孔感应器外径,而此绝缘间隙一般不小于2mm,用手成形导磁体充填此间隙,起到绝缘层与提高感应器效率的双重作用,因此,要求手成形导磁体有良好的电阻率。图1所示为手成形导磁体应用的实例。
导磁体替代硅钢片在感应加热中的应用
对带Fluxtrol LRM导磁体和硅钢片的典型感应器用20 kHz感应加热设备进行了感应加热试验,测定了这两种导磁材料的聚磁性和导热性能。结果表明,对于中低频感应加热,Fluxtrol LRM导磁体具有更好的聚磁性和导热性能,可以代替硅钢片。此外,还介绍了导磁体的某些应用实例。
分段保护超导螺线管磁体失超过程的过电压
超导磁体失超过程的过电压准确分析是失超保护系统设计的基础。对于分段保护的超导螺线管磁体,在传统椭球形正常区失超传播模型的基础上,将3维温度计算结果映射到1维导线方向上,确定沿导线的温度分布,进而计算出各匝电阻。将线圈看作以匝为单位的电阻和电感组成的电路,计算出沿导线的电阻电压、电感电压以及合电压瞬态分布,较准确地估计了失超过程中最大对地电压、层间电压和匝间电压。利用该方法对某分段保护的螺线管磁体进行了计算,获得了失超过程中磁体内部过电压;发现磁体内部的电压分布由方向相反的电感电压和电阻电压共同决定;以单段正常区电阻电压作为该磁体对地电压过于保守。
12月14日,中科院强磁场科学中心混合磁体的外超导磁体调试达到11特斯拉磁场强度,这是在稳态强磁场装置于2017年9月27日圆满完成国家竣工验收后,其磁体装置性能提升实验取得的新的重要进展。在竣工验收时,该混合磁体的外超导磁体实现了国家任务指标——10特斯拉,而混合磁体装置顺利实现了40特斯拉任务指标。
在稳态强磁场装置通过国家竣工验收后,强磁场中心的科研人员继续努力,做出了一系列的装置性能提升工作,希望冲击国际稳态强磁场强度巅峰。这次外超导磁体调试达到11特斯拉,为实现上述目标奠定了关键基础。目前强磁场中心正在对混合磁体的内水冷磁体进行升级调试,计划向最高的目标冲刺。
混合磁体的外超导磁体的室温口径达到800毫米。如此大口径的超导磁体装置产生11特斯拉磁场,在国际强磁场超导磁体技术领域是一个重要的里程牌。(中科院合肥物质科学研究院)
磁体一般分为软磁体和硬磁体。
软磁体是指用铁等材料做的磁体,磁性不能永久保持。
硬磁体就是永磁体,一般是用钢做的,磁性能永久保持。
内容简介
《大型超导磁体电流引线理论及应用》一书介绍了大型超导磁体电流引线的理论以及在EAST装置上的应用,全书共分7章,主要内容包括超导磁体电流引线的基本理论、电流引线的设计方法、EAST核聚变装置超导磁体电流引线的设计实例等。
本书可作为核能科学与工程、机械设计等相关专业高年级的本科生、研究生的参考资料。