钢板磁导率变化对船舶感应磁场的影响

船舶用钢由于受焊接和切割等热处理及加工工艺的不同,磁导率会发生较大变化,导致舰船磁场也发生改变。在电磁理论的基础上,通过舰船磁场数字仿真计算,研究钢板磁导率变化对船舶感应磁场特性权重的影响,分析舰船磁场的变化范围,并通过磁性物理船模试验进行验证。结果表明,当钢板磁导率变化范围为20%时,船舶感应磁场各分量特征曲线总体趋势保持不变,但其磁场幅值发生较大变化,其中纵向磁化磁场变化19.3%,横向磁化磁场变化17.1%,垂向磁化磁场变化16.2%。     

船载铁磁物体对全船磁场影响的数值预测方法

舰船复杂的结构和多样的铁磁材料使得建立准确的舰船磁场模型十分困难,研究船载铁磁物体对全船磁场的影响规律是建立舰船磁场简化模型的必要前提。基于三维静磁积分法,提出一种船载铁磁物体对全船磁场影响的数值预测方法。首先以圆筒和钢板混合模型为计算实例,模拟计算结果与实验测量值吻合较好,由此说明数值模拟计算的有效性和正确性;其次,设计某型船模的数值计算模型,分析研究内部铁磁设备、垂直舱壁及水平舱壁对全船磁场的影响规律。结果表明,对于低磁材料的舰船,不能忽略船载铁磁物体对全船磁场的影响。所得结论对实际舰船磁场建模工程具有一定指导意义。     

舰船壳体模块感应磁场的等效计算

典型的舰船壳体是主要由薄钢板和肋骨构成的复杂结构,采用磁矩量法计算其感应磁场时,会碰到数据准备复杂,剖分单元数目过多的问题。按照横截面积与磁化率乘积相等的原则,将舰船壳体模块等效简化为一个各向异性的简单薄钢板结构。针对一个有代表性的数值算例,采用磁矩量法分别计算简化前、后舰船壳体模块的感应磁场,并对比计算结果。研究发现,等效前后的计算误差不超过1.5%,证明所提出的磁性等效方法不仅能简化数据准备工作,而且还可以减少单元数目,对于磁矩量法计算非常有利,能够作为计算舰船壳体感应磁场的一条可行途径。     

磁性船模制作中薄壳铁磁材料的等效替代研究

针对船模制作过程中舰用薄钢板采购费时、价格昂贵等问题,研究了一种被称为"磁导率-厚度积成比例"的方法。仿真分析结果表明,当两种薄壳体材料的磁导率-厚度积相等时,它们制作出的船模的感应磁场是相等的,因而这两种薄壳体材料可相互替代,且替代后不会改变壳体内部铁磁设备的磁场分布,不会改变消磁绕组通电磁场及绕组通电使舰艇铁磁物质磁化后所产生的磁场分布。这些结论充分说明,在磁性船模制作中采用普通薄钢板来等效替代舰用薄钢板是完全可行的,这将极大地提高磁性船模的制作效率,降低制作成本。     

舰船垂向感应磁场精确测量技术

[目的]为了实现舰船垂向感应磁场的精确检测分析,提出一种联合采用数值分析法和地磁场模拟线圈法的新检测方法。[方法]采用数值分析法对模拟线圈的电流进行整定,利用整定后的模拟线圈产生的垂向模拟磁场检测舰船垂向感应磁场。构建模拟实验系统,并在一艘磁性船模上进行检测实验。[结果]结果表明,船模垂向感应磁场的检测值与标准值之间的差别小于4%。[结论]研究证实联合采用数值分析法和地磁场模拟线圈法可精确检测舰船垂向感应磁场,具有实际应用价值。     

基于磁体模拟法的潜艇磁矩分离数学模型

磁体模拟法是用若干具有特定磁矩的磁源所产生的磁场来模拟舰船磁场,对于舰船消磁系统,可以构造一些特定磁源,使其产生与舰船磁场大小相等、方向相反的磁场,通过对这些磁源的补偿作用,就能抵消掉舰船的感应磁场,从而达到消磁目的.经过仿真验证,证实了磁矩分离数学模型的准确性,因此可根据此数学模型分离出的感应磁矩来调整消磁绕组的位置,计算消磁绕组电流,就可使舰船磁矩得到抵消,从源头上对舰船磁场进行控制.     

舰船磁场数值计算方法发展综述

采用适当的磁场数值计算方法来获得舰船空间磁场分布规律是对舰船实施磁性防护技术的必要前提。从舰船磁场特点出发,对目前应用于舰船磁场建模中的几种典型的磁场数值计算方法进行分析比较,并评价其各自的优缺点。文中所得结论对实际工程中舰船磁场的数值计算具有一定的理论指导意义。     

三轴线圈磁体模拟产生舰船磁场的方法

该设计通过利用一定数量的三轴磁体来产生可变磁矩,以向外辐射出磁场。单个磁体是由三个正交的线圈组成。当线圈分别通以电流时,磁体可产生三个互不相关的正交磁场。同时利用MATLAB对通电磁体的磁场进行了简单的仿真计算,证明了此方法的可行性,具有参考价值。     

姿态与舰船感应磁性间关系的建模分析

姿态变化与舰船异常感应磁信号的分布具有紧密相关性,为保障舰船行驶安全,研究姿态与舰船感应磁性间关系的建模分析方法。分别构建地磁坐标系、舰船坐标系与地理坐标系,分析3个坐标系间的转换关系;构建单椭球体和磁偶极子阵列混合模型仿真舰船感应磁场,利用磁传感器确定舰船在磁传感器区域的感应磁场值;根据舰船在地理坐标系下的感应磁强度与感应磁强度变化率分析舰船姿态。实验结果表明,该方法能够准确分析坐标系不同轴上的感应磁性数据,舰船姿态分析过程中俯仰角与磁航向角误差分别控制在±0.8°和±0.5°范围内。     

测量纵向航向差的新方法

针对两航向测量纵向航向差Zix的弊端,设计了一种在单一航向上测量Zix的新方法.利用通电线圈产生的磁场来改变作用于舰船外部的纵向磁场,通过两次测量值计算出Zix.在实验室利用船模实验验证了该方法,得到了比较理想的效果.该法避免了调换航向造成的人力、物力和资金损耗,节约了消磁时间,提高了消磁效率,具有很重要的实际意义.     

铁磁体感应磁场随磁测坐标的变化规律

铁磁体在外磁场的磁化作用下会产生感应磁场。外磁场为弱磁场时,铁磁物体磁矩与外磁场成正比。本文以圆柱体为例,计算了地磁场作用下,铁磁体产生的磁矩,并分析了特定尺寸铁磁体产生的感应磁场随磁测坐标的变化规律。     

同心球壳-球体系感应磁场的解析解

考虑薄壳体和非薄壳体结构的感应磁场可提高舰艇感应磁场数值建模精度,开发相应的磁场数值程序包时,磁场解析解模型是验证程序包数值准确性的有效手段。同心球壳-球体系模型是验证同时考虑薄壳体和非薄壳体感应磁场数值准确性的理想模型。基于分离变量法推导了该模型感应磁场的解析解,以积分方程法和有限元法为参照,解析解误差均在5%以内,表明了导出解析解表达式的准确性。     

电磁兼容学组编制《舰船电磁兼容建议书》

船用电子设备学术委员会电磁兼容学组于一九八一年十月二十六日至十一月三日在北京举行第二届年会。参加会议的有二十六个单位六十名代表。会议着重讨论了《舰船电磁兼容建议书》。随着科学技术的发展,舰船功能日益增多,舰船的电子、电气设备也日益增加和复杂。如不采取适当的防干扰措施,在使用时很容易产生多种电磁干扰,从而使对干扰敏感的设备不能正常工作。这种干扰严重时还会导致设备的损坏,感应产生的高电压会危及人身安全,高频电磁场甚至还会引爆武备。为了减少电磁干扰产生的危害,使这种干扰控制在允许的范围,这就是“舰船     

舰船运动对舰船磁场特性的影响分析

舰船因海浪的起伏而产生了横摇、纵摇、垂荡等运动状态,从而破坏了舰船静止时的磁场特性.在假设横摇、纵摇、垂荡为简谐运动的前提下,利用静止舰船磁场模型,仿真和分析了舰船运动对舰船磁场特性的影响.     

Calculation of vaulted magnetic field above ship using equivalent surface magnetic charge北大核心CSCD

[目的]为了获得舰船上方不同高度平面磁场数据,解决舰船上方拱顶磁场推算到平面磁场的问题,提出用面磁荷法进行舰船上方的磁场推算。[方法]从等效源理论出发,利用拱顶磁场数据进行反演建模,将舰船磁场等效为面磁荷产生的磁场,用面磁荷正演舰船上方的磁场。将面磁荷法推算出的磁场与舰船实际磁场进行对比,验证面磁荷法的可行性。[结果]通过数值仿真计算,舰船磁场垂直分量推算的相对均方根误差为0.44%;利用磁性船模进行实验分析,磁场垂直分量推算的相对均方根误差为7.64%。[结论]仿真和船模实验分析表明,利用面磁荷法进行磁场推算,其推算值与测量值较为吻合,推算的相对均方根误差较小,具有较高的精度,可用于实际工程计算。     

磁饱和直线电机磁场辐射的仿真分析

基于有限元仿真软件分析铁芯磁饱和的直线电机的磁场辐射,会遇到"要求解空间磁场分布,需要知道铁芯饱和磁导率的大小;要知道铁芯饱和磁导率的大小,需要求解空间磁场分布"的矛盾。论文分析了直线电机铁芯磁饱和对空间磁场分布的影响,建立了直线电机磁场辐射的有限元仿真模型,采用迭代计算的方法求取铁芯材料的饱和磁导率,进而求解直线电机周围空间的磁场分布,仿真结果与实验测试基本吻合。     

船舶多相感应电机外部磁场分析

针对多相感应电机某一相存在不平衡的情况,基于磁场计算和屏蔽理论建立不平衡电机的简化等效模型,分析其外部磁场特征,进而针对铁质船壳对电机外部磁场的屏蔽效果进行理论分析和计算。研究结果表明,运行状态下的不平衡感应电机在指定评估线上存在100 n T级的外泄磁场,铁质船壳能将这部分磁场削减至原来的50%～80%,对其有一定的屏蔽效果。     

消磁绕组磁场与钢板磁化的关系分析

基于毕奥—沙伐定律和铁磁理论,结合舰载消磁绕组敷设状态,分析通电消磁绕组产生的磁场特性,研究消磁绕组的通电电流及其与钢板的距离对钢板磁场的影响。结果表明,通电绕组产生的磁场随距离的减小而递增,随电流的变大而直线增大,且存在两个临界值:电流Ic和距离Dc,一旦绕组电流或与钢板的距离超过临界值,其产生的磁场将超过钢板矫顽力,导致船体钢板固定磁化。另外,结合工程实践情况,对消磁绕组磁场的不同简化方法进行对比,发现各误差均不大于0.2%,即可以将绕组等效成无限长的直通电导线,以快速计算判断其磁场大小。     

风电机组电气设备雷击瞬态接地特性及差异化防护

风电机组电气设备直接或间接与接地系统相连,风机遭受雷击时需要对两者电位差提出差异化防护建议。结合矩量法给出风电机组的模块化雷击瞬态计算模型,针对雷击叶片或机舱避雷针时接地路径上电位分布找到雷击薄弱点,重点对机舱内电气设备、塔筒内机柜以及控制电缆提出差异性防护措施和建议：建议机舱内所有电气设备外壳和底板添加等电位连接线,显著降低两者电位差约90.7%;建议增加机舱内表面金属网格至8×8个,电磁场强度最大可降低83.71%,有效避免机舱内闭合电路产生耦合电流;建议控制电缆机舱端和塔底端双端接地,电缆的芯皮电位差可控制在2 kV以内;建议塔筒内机柜位于塔筒高度的1/3位置,并尽可能改善土壤接地环境以降低泄流时机柜接地电位。     

铁磁屏蔽体感应磁场随尺寸的变化规律

铁磁屏蔽体常用来屏蔽干扰磁场,内径一定情况下,屏蔽厚度越大,屏蔽效果越好,但造成感应磁场增大。弱磁场作用下,铁磁物体磁矩与外磁场成正比。以椭球体为例,计算了地磁场作用下,铁磁屏蔽体产生的磁矩,并分析了不同尺寸铁磁屏蔽体在测量点处的感应磁场变化规律。