《高能電磁脈衝對永磁電器的干擾機理與分析方法研究》是依託哈爾濱工業大學，由楊文英擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：高能電磁脈衝對永磁電器的干擾機理與分析方法研究
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：楊文英
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
電磁脈衝對電子系統的巨大破壞作用已引起國內外學者廣泛關注。永磁電器作為通訊、控制、遙測等系統中的重要元件，其抗電磁脈衝性能直接影響系統在信息戰對抗中的生存能力。針對目前電磁脈衝對永磁電器干擾機理和分析方法存在空白的現狀，本項目以含有非線性永磁材料的電器為對象，基於微磁學理論和有限元方法研究電磁脈衝對磁系統中永磁體特性作用機理的數值模擬方法，進而得到電磁脈衝作用下永磁電器動態特性計算模型。同時，研究永磁電器電磁系統和接觸系統分布參數的準確提取方法，建立含有寄生電容和電感的等效傳導干擾模型。基於上述模型，分析電磁脈衝對永磁電器干擾機理，研究永磁電器下位特性與其抗電磁脈衝能力之間的定量描述函式，確定影響其抗電磁脈衝干擾能力的關鍵因素和最佳化設計方法。通過搭建相似物理模型的測試分析系統完成上述研究的驗證。本項目對以繼電器為代表的開關電器抗電磁脈衝能力及國防電子系統可靠性的提高具有理論意義與實用價值。
結題摘要
本項目針對高能電磁脈衝環境對永磁電器的影響機理和建模分析技術的相關問題進行了較為細緻的研究，主要獲得以下七方面的研究進展。 (1) 基於微磁學理論和有限元方法，研究給出了高能脈衝磁場對非線性永磁材料特性作用的數值模擬方法，並提出了一種永磁體分布參數模型，通過與有限元方法和實驗測試數據對比，驗證了該分布參數模型在永磁單體計算中的正確性。 (2) 基於電磁特性計算和多體結構動力學建立了永磁電器動態特性求解模型，實現了永磁電器機電磁耦合的動態特性仿真分析，為研究電磁脈衝干擾對永磁電器動態特性的影響提供了基礎模型。 (3) 考慮到漏磁和磁材料的非線性效應，採用補償矩陣將磁路法和有限元方法相結合，提出了基於半解析建模技術的電器動態特性快速計算方法，相比有限元方法取得了計算效率的極大提升。 (4) 研究提出了電器內部結構中多匝密繞線圈的寄生參數提取方法並給出了其等效電路模型，在所建立的等效電路模型基礎上，採用電路仿真軟體Simplorer分析電器在通電、斷電狀態下，電磁脈衝從引腳進入電器內部，使其內部結構受到干擾的規律。 (5) 基於熱相似理論計算了電磁繼電器各向表面的對流散熱係數，對電磁脈衝環境下的電磁繼電器溫度場分布進行了三維有限元熱電耦合仿真。 (6) 基於正交試驗思想提出了針對電器抗電磁脈衝性能的最佳化設計方法。 (7) 完成了平行板式有界波電磁脈衝模擬器的研製，基於有界波電磁脈衝模擬器和電器時間參數測試儀搭建實現了永磁電器抗電磁脈衝性能測試裝置，為試驗研究永磁電器受電磁脈衝干擾的影響規律提供了技術條件，也為理論結果的驗證提供了有效手段。 目前，本項目在國內外重要期刊和會議上累計發表學術論文11篇，其中，SCI論文5篇，EI論文3篇，申請國家發明專利4項，培養博士研究生1名，碩士研究生4名。
