定量脈沖充磁技術(shù)與裝置的研究.pdf

1、從上世紀(jì)60年代初第一代永磁SmCo5面世，到如今稀土“永磁王”NdFeB的廣泛應(yīng)用，永磁材料經(jīng)歷了四十多年的發(fā)展，其永磁特性不斷改進(jìn)，內(nèi)稟矯頑力越來越高，剩磁越來越強(qiáng)，磁能積也越來越大，使得永磁材料幾乎應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。而在永磁材料生產(chǎn)及應(yīng)用過程中，對(duì)充退磁設(shè)備的要求也越來越高，需要通過不斷改進(jìn)使其更趨于智能化、精準(zhǔn)化、多元化。本文研究的是應(yīng)用于核磁共振磁場測量技術(shù)中的定量充磁裝置，它能夠改變永磁體的剩磁，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)恒定磁場的定量調(diào)節(jié)。

2、
　　 本文首先對(duì)稀土永磁材料的磁特性進(jìn)行了闡述，分別介紹了永磁材料的磁化特性、回復(fù)特性及去磁特性等，根據(jù)這些特性研究了永磁體定量充磁的方法。其次，對(duì)脈沖充磁原理進(jìn)行了分析，并應(yīng)用MATLAB7.0軟件對(duì)脈沖峰值與放電回路參數(shù)的關(guān)系進(jìn)行了仿真，提出了參數(shù)的設(shè)計(jì)方法以及回路重要元件的選擇。其中，儲(chǔ)能電容是由大容量電解電容采用串并聯(lián)混接的方式代替了傳統(tǒng)充磁機(jī)中專用的脈沖儲(chǔ)能電容，降低了成本，減小了整個(gè)系統(tǒng)體積。充磁頭采用空心線圈的方

3、式，設(shè)計(jì)中通過應(yīng)用有限元分析軟件ANSYS10.0進(jìn)行線圈磁場分析，最終采用線圈匝數(shù)盡量多，單層匝數(shù)盡量少、層數(shù)多的方法設(shè)計(jì)充磁頭。這樣得到的線圈雖然電感值增大，脈沖電流峰值減小，但是產(chǎn)生的磁場峰值卻不小。這種選擇的好處在于脈沖峰值電流減小降低了對(duì)電路元件參數(shù)的要求，充磁過程中線圈內(nèi)產(chǎn)生的熱量也減少了，使得整個(gè)系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)簡單，可靠性更高。
　　 本文還介紹了系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)與軟件實(shí)現(xiàn)方案，硬件電路設(shè)計(jì)主要包括：充磁主電路，程

4、控開關(guān)觸發(fā)電路，磁場測量電路，溫度檢測電路和控制電路。中央控制芯片采用C8051F020系列單片機(jī)對(duì)整個(gè)電路進(jìn)行控制，其高集成度使整個(gè)控制系統(tǒng)外圍電路減少，控制方便，軟件編寫容易。并通過軟件編程實(shí)現(xiàn)了定量充磁、飽和充磁及全退磁等功能，由終端顯示提供系統(tǒng)工作狀態(tài)。
　　 本定量充磁裝置產(chǎn)生的脈沖磁場范圍在0～6T，精度不低于1％，均勻度在5％以內(nèi)，能夠?qū)τ来朋w剩磁進(jìn)行定量調(diào)節(jié)。最后，以實(shí)驗(yàn)事實(shí)為依據(jù)，對(duì)系統(tǒng)功能做了進(jìn)一步探討。實(shí)驗(yàn)