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World File Search System永磁体
使用 TMS320F240 开发 SRM 驱动系统
从结构上讲，SRM 是所有电机中最简单的。只有定子有绕组。转子不包含导体或永磁体。它只是由堆叠在轴上的钢片组成。正是由于这种简单的机械结构，SRM 具有低成本的前景，这反过来又在过去十年中激发了大量对 SRM 的研究。然而，该设备的机械简单性也有一些局限性。与无刷直流电机一样，SRM 不能直接从直流母线或交流线路运行，而必须始终进行电子换向。此外，机器产生磁阻转矩所必需的定子和转子的凸极会导致强烈的非线性磁特性，使 SRM 的分析和控制变得复杂。毫不奇怪，业界对 SRM 的接受度一直很低。这是由于 SRM 存在一些已知困难、缺乏用于操作 SRM 的商用电子设备以及传统交流和直流机器在市场上的根深蒂固。然而，SRM 确实提供了一些优势，并且可能具有低成本。例如，它们可以是非常可靠的机器，因为 SRM 的每个相在物理、磁性和电气上都与其他电机相基本独立。此外，由于转子上没有导体或磁铁，因此与同类电机相比，可以实现非常高的速度。
绘制中国出口管制图表
2024 年 12 月，中华人民共和国宣布全面禁止向美国出口镓、锗和锑。1 这项禁令是继美国为阻止中国发展先进半导体而实施管制之后颁布的，这两项行动都代表着中美贸易紧张局势的显著升级。过去几年，中国对出口管制法规和法律机制进行了稳步调整，使该国与美国进行战略竞争的工具多样化。2024 年 12 月的禁令是继 2023 年 7 月首次宣布对镓和锗实施管制之后的又一个升级阶段。尽管近年来，美国限制中国获取半导体的出口管制措施得到了广泛报道，但这一单方面控制几种相对不为人知的材料的行动最初并没有引起太多关注。然而，中国对这些关键材料的管制（从风力涡轮机磁铁到半导体等各种产品）随后在今年晚些时候又对高端石墨和稀土元素永磁体制造技术实施了额外的管制。值得注意的是，根据 2024 年 9 月可用的贸易数据，自 2023 年 7 月宣布对镓实施出口管制以来，没有记录到任何中国向美国或荷兰公司出口过任何产品。
硅晶片中集成的双层金属螺线管 3D 用于动能收集器
摘要：研制了一种基于硅芯片的双层三维螺线管电磁动能收集器，可高效将低频（<100 Hz）振动能转化为电能。利用晶圆级微机电系统 (MEMS) 制造形成金属铸造模具，然后采用随后的铸造技术将熔融的 ZnAl 合金快速（几分钟内）填充到预先微加工的硅模中，在硅片中制作 300 匝螺线管线圈（内螺线管或外螺线管均为 150 匝），以便锯切成芯片。将圆柱形永磁体插入预蚀刻的通道中，以便在外部振动时滑动，该通道被螺线管包围。收集器芯片的尺寸小至 10.58 mm × 2.06 mm × 2.55 mm。螺线管的内阻约为 17.9 Ω。测得的最大峰峰值电压和平均功率输出分别为 120.4 mV 和 43.7 µ W 。电磁能量收集器的功率密度有很大的提高，为 786 µ W/cm 3 ，归一化功率密度为 98.3 µ W/cm 3 /g 。实验验证了电磁能量收集器能够通过步行、跑步和跳跃等各种人体运动来发电。晶圆级制造的芯片式螺线管电磁收集器在性能均匀、尺寸小和体积大的应用方面具有优势。
纽约州 3-5 科学学习标准
可以用来预测未来的运动。[澄清声明：具有可预测模式的运动的例子可以包括孩子在秋千上荡秋千、球在碗里来回滚动以及两个孩子在跷跷板上。][评估范围：评估不包括周期和频率等技术术语。]3-PS2-3. 提出问题以确定两个彼此不接触的物体之间的电或磁相互作用的因果关系。[澄清声明：电力的例子可以包括带电气球对头发的力以及带电杆和纸张之间的电力；磁力的例子可以包括两个永磁体之间的力、电磁铁和钢回形针之间的力以及一个磁铁施加的力与两个磁铁施加的力。因果关系的例子包括物体之间的距离如何影响力的强度，以及磁铁的方向如何影响磁力的方向。][评估范围：评估仅限于学生可以操纵的物体产生的力，电相互作用仅限于静电。]3-PS2-4. 定义一个可以通过应用关于磁铁的科学思想来解决的简单设计问题。*[澄清声明：问题的例子包括构造一个闩锁来保持门关闭，以及创建一个装置来防止两个移动物体相互接触。]上述绩效期望是使用 NRC 文件《K-12 科学教育框架》中的以下元素制定的：
IAC-19-C4,4,5 第 1 页，共 7 页 IAC-19-C4,4,4 电力推进...
摘要 介绍了由空间电推力器系统（SETS）设计的电力推进系统 SPS-25。该系统输入功率为 150 – 250 W，由以下部分组成：霍尔推力器 ST-25；氙气存储和供给系统 (XFS) 和电源处理单元 (PPU)。在参考输入功率（150 – 250 W）下，ST-25 提供 5 – 11 mN 的推力，高达 1200 s 的比冲，效率在 26 – 32% 范围内。ST-25 结构的特点是，为了减少加速通道中形成径向磁场所需的电功率，在中心磁极使用永磁体。氙气存储和供给系统由聚合物复合材料制成的用于储存工作物质的罐组成，可在 150 bar 压力下储存氙气；高压单元，用于将蓄能器罐中的压力降至 1.0-1.2 巴，低压单元，用于将工作物质以设定的质量流速从蓄能器罐供给到阳极单元和空心阴极。对于工作物质的储存和供给系统的结构，SETS 公司设计了高压（最高 200 巴）和低压（最高 5 巴）阀。为了向阳极和空心阴极提供设定的质量流速的工作物质，SETS 公司开发了相应的流量限制器。电源处理单元由几个独立的电源组成：阳极单元的放电电源；推进器电磁铁的电流源；空心阴极加热器的电流源；供给系统的电压源。功率处理单元还包含推进系统的控制单元，该控制单元获取推进系统的开启和关闭命令，为推进系统提供工作，并形成有关推进系统子系统状态的遥测信号并将信号传输到控制系统。
磁机械超材料：展望 - Zhao Lab
超材料，源于希腊语“meta”，意为“超越”，是一种具有独特属性和能力的人造材料。其显著特征在于其结构，由重复的晶胞组成。这些材料的属性主要由晶胞的几何形状而非材料成分决定，在天然材料中并不存在。主动超材料是超材料的一个子类别，其晶胞能够响应外部触发或刺激而改变其几何形状，从而相应地改变其属性。通过操纵这些刺激，主动超材料展现出可调节属性的卓越能力，从而显著增强其功能性和适用性。在众多不同类型的主动超材料中，磁机械超材料通过应用外部磁场（一种快速、可逆且不受束缚的驱动方法）具有独特的形状重构和属性调节优势。图 1(a) 展示了磁机械超材料的一般机制。通常，磁机械超材料的晶胞部分具有专门设计的磁化方向。当受到外部磁场（通常由永磁体或电磁线圈产生）时，磁机械超材料的磁化部分会经历磁扭矩，从而导致形状转变为致动模式。该过程是可逆的，在移除磁场后，或者在某些情况下施加反向磁场后，磁机械超材料会恢复到其初始模式。此外，制造磁机械超材料有两种策略。第一种选择是将磁性粒子嵌入软聚合物材料中，形成磁性软复合材料 [2、3]，第二种选择是插入永久刚性磁体
直流等离子源基础
摘要 典型的直流放电由一端的负阴极和另一端的正阳极组成，两者之间由充满气体的间隙隔开，放置在一个长玻璃圆筒内。阴极和阳极之间需要几百伏的电压来维持放电。两个电极之间形成的放电类型取决于工作气体的压力、工作气体的性质、施加的电压和放电的几何形状。我们讨论了放电的电流-电压特性以及辉光放电区形成的独特结构。直流辉光放电出现在 0.5 – 300 Pa 压力下的放电电流范围从 μ A 到 mA。我们讨论了在直流辉光放电中观察到的各种现象，包括阴极区域、正柱和条纹。直流辉光放电由由于离子轰击而从阴极靶发射的二次电子维持。几十年来，直流辉光放电一直被用作溅射源。然后它通常以受阻异常辉光放电的形式运行，所需施加的电压在 2 – 5 kV 范围内。通常，阴极靶（要沉积的材料）连接到负电压电源（直流或射频），并且基底支架面向靶。相对较高的工作压力（2 至 4 Pa 范围内）、高施加电压以及需要导电靶，限制了直流辉光放电作为溅射源的应用。为了降低放电电压并扩大工作压力范围，通过在阴极靶后面添加永磁体来施加磁场，增加靶附近电子的寿命。这种布置称为磁控溅射放电。介绍了磁控溅射放电的各种配置及其应用。此外，还简要讨论了直流放电在化学分析中的应用、彭宁放电和空心阴极放电及其一些应用。
定量磁光指示膜（MOIF ...
安培使用铁粒子来可视化永磁体周围的磁条纹场。该技术的现代形式被称为 Bitter 磁装饰，由 Bitter、Hamos 和 Thiessen 于 1931 年首次应用。超导体研究促进了磁光成像的进一步发展，当时法拉第效应 [1] 首次用于此目的，使用磷酸盐玻璃和 EuS、EuF 2 和 EuSe [2,3] 薄膜。1957 年磷酸盐玻璃的应用成为磁光成像的重大突破，因为它首次实现了磁场强度的可视化，而不仅仅是条纹图案。然而，由于这种玻璃的维尔德常数很低，获得的磁光对比度很弱，必须使用厚玻璃层来增加它，这导致空间分辨率低。相反，EuS、EuF 2 和 EuSe 薄膜具有较大的维尔德常数（尤其是 EuSe 薄膜），因此薄膜（低于 1 m）可以产生足够高的磁光对比度，从而可以实现接近光学分辨率极限的高空间分辨率。但是，这种薄膜必须直接沉积在所研究的样品上，这使得整个过程困难且耗时。此外，这些薄膜仅在液氦温度下表现出磁光特性，这大大限制了它们的应用范围。另一种非常广泛使用的技术是磁光克尔效应 (MOKE) [4-9]。该技术不使用任何类型的磁性涂层，但磁光效应来自偏振光与样品本身的相互作用。因此，MOKE 可以提供高达光学极限的非常高的空间分辨率。缺点是样品通常需要特殊的表面处理，并且 MO 信号无法根据磁场进行校准，因为在没有样品的情况下无法测量参考信号。还有更多奇特的方法，例如使用趋磁细菌 [10,11] 和磁流体膜 [12]。虽然这些技术在可视化磁性微结构方面取得了成功，但无法校准，因此不能用于定量测量，也不适合标准化。
利用磁场增加电解过程中的氢气产量
氢是一种重要的能源载体，提取能源时不会产生碳排放，还可用作能源储存，以提高许多可再生能源的实用性。氢气生产的主要方法利用化石燃料，从而产生碳排放。电解是一种较少使用的氢气生产技术，其中电将水分子分解为氧气和氢气。如果电力来自可再生能源，则该过程几乎不释放碳，产生的氢气被称为“绿色氢气”。虽然电解和化石燃料方法的氢气生产效率相当，但使用电力会导致电解成本明显增加。为了使电解可用于大规模氢气生产，必须减少能量损失以提高其效率。本研究调查了电解质浓度和磁场应用对碱性电解中氢气生产率的综合影响。先前的研究表明，存在最佳电解质浓度，可实现最高的氢气生产率，通常在室温下约为 30 wt%。其他研究表明，施加磁场会增加电解质溶液的电导率，从而增加氢气生产率。如果磁场定向产生向上的洛伦兹力，则产生的对流和洛伦兹力会促使气泡从电极中脱落，从而降低电阻并增加电极的活性面积。在本项目中，碱性电解在室温下使用 1.8 V 和 KOH 作为电解质进行。电解质溶液的流速固定在 50 cc/min，用水置换系统测量产生的氢气量。电解质浓度在 5 wt% - 30 wt% 之间变化。在每个选定的浓度水平下，进行一次无磁铁电解和一次 1T 磁场电解，1T 磁场由永磁体定向产生向上的洛伦兹力。结果表明，在每个浓度水平下，磁场都会增加氢气的产生率，在 10 wt% 时增幅最大。在没有磁场的情况下，最佳浓度约为 30 wt%，但在 1 T 磁场下，最佳浓度降低到 10 wt%。因此，施加磁场需要降低电解质浓度，除了提高氢气生产率之外，还可以节省成本。
飞轮能源
第1章 概念介绍 简介：飞轮储能：飞轮储能是利用电动机带动飞轮高速旋转，将电能转化为机械能储存起来，在需要的时候，飞轮带动发电机发电。飞轮系统工作在高真空环境中，具有无摩擦损耗、风阻小、寿命长、不影响环境、免维护等特点，适用于电网调频、电能质量保障等，但也存在能量密度低、保证系统安全成本高等缺点，其优势不能小规模体现，目前主要用于电池系统的补充。 飞轮：飞轮储能是一种将电能以动能形式储存起来的智能方法，其技术思路是，需要储存的多余电能驱动电动机，电动机每分钟带动飞轮旋转数千转，将动能储存起来。飞轮由于被悬浮在带有磁铁和高效轴承的真空腔中而可以轻松移动。储存的动能就是飞轮的动量，可以驱动作为系统另一部分的发电机发电。飞轮系统的主要优点是维护成本低、预期寿命长、响应速度快、往返效率约为 90%。主要缺点是成本高、自放电风险高、仅适用于较小容量（3 kWh 至 130 kWh）[18]。关键技术：飞轮储能目前处于实验阶段，主要存在五个技术问题：飞轮转子、轴承、能量转换系统、电动机/发电机和真空腔。1. 飞轮转子。飞轮转子是飞轮储能系统中最重要的部分。整个系统的能量转换依赖于飞轮的旋转。有必要根据转子动力学设计开发强度高、结构合适的飞轮。 2.支撑轴承 支撑高速飞轮的轴承技术是制约飞轮效率和寿命的关键因素之一。 3.能量转换系统 飞轮储能系统的核心是电能与机械能的转换，调节转换过程的能量输入与输出，协调频率和相位。能量转换单元决定系统的效率，支配飞轮系统的运行。 4.发电机/电动机 飞轮储能转子的高转速导致飞轮电机的转速也高，这就要求飞轮电机系统具有高效率、低功耗、高可靠性等特点。目前永磁电机的研究主要集中在降低损耗和解决永磁体的温度敏感性上。5.真空室真空室是飞轮储能系统的辅助系统，使系统不受外界环境的影响。