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稀土掺杂非磁过渡金属对“铁磁/非磁”纳米自旋泵浦器件的磁性调控
成果介绍铁磁（FM）/非磁（NM）结构的双层膜中发现的自旋泵浦（spin pumping）效应是磁学和自旋电子学中的一个突破性发展，因此吸引了众多的研究兴趣。它和铁磁层自旋极化电流相关，同时又和非磁层的自旋轨道耦合有直接联系。本项目采用具有较高的自旋轨道耦合系数的稀土金属调制非磁层，运用铁磁共振和输运两种方法，并结合结构、磁性和同步辐射分析等手段，研究不同稀土掺杂对铁磁/非磁过渡-稀土合金（Py/NM-RE）复合纳米双层膜的结构和界面的影响，得到自旋泵浦强度、界面混合电导以及非磁层的自旋轨道耦合强度和自旋扩散长度的调控规律。从而探索该复合纳米双层膜中的界面自旋泵浦效应和非磁层自旋轨道耦合对自旋动力阻尼的影响机制。这些研究结果将有利于开发新型复合磁性材料和新型强自旋-轨道耦合的非磁材料，有利于集成多功能自旋器件。
东南大学
2021-04-11
新型混合励磁风力发电机
混合励磁电机是将高效永磁电机和易于控制的电励磁同步电机有机结合形成的一种新型电机。采用新型无刷结构，不需电刷和滑环。用作无刷交流发电机时，省去了励磁机及旋转整流器，从而大大简化电机结构，提高了工作可靠性。
一、项目分类
关键核心技术突破
二、成果简介
永磁直驱风力发电机是现代风力发电系统的重要机型，其效率高、功率密度大，但其存在气隙磁场及电压调节、故障灭磁困难的固有问题。混合励磁电机是将高效永磁电机和易于控制的电励磁同步电机有机结合形成的一种新型电机。
三、创新点以及主要技术指标
1.结构简单、可靠，兼具永磁电机的高效率和电励磁电机励磁可控的优点；
2.采用新型无刷结构，不需电刷和滑环。用作无刷交流发电机时，省去了励磁机及旋转整流器，从而大大简化电机结构，提高了工作可靠性；
3.励磁线圈中没有励磁电流时，电机处于弱磁状态，减小了磁钢退磁风险；
4.电机既可以工作于发电状态也可以工作于电动状态，同样适用于宽转速范围高效驱动电机。
四、知识产权及获奖
课题组对混合励磁电机的创新研究得到国家自然科学基金重点项目资助，已获2项授权国家发明专利，另有8项国家发明专利处于公开期，取得一批创新性成果。
南京航空航天大学
2022-08-12
稀土合金材料的电磁输运特性及其磁热效应研究
对稀土合金磁性材料的电磁输运特性、变磁性转变、自旋重定向及 其与之相关的结构相变等行为进行深入的实验研究，重点关注其中 介观尺度磁畴结构、相分离现象以及微观电子结构等的衍变规律、 以及它们与宏观电磁现象的关联效应，深入理解稀土元素在其中发 挥的重要作用以及稀土合金材料的磁性作用机制，探究4f—3d电子 的相互作用机理，以达到探寻其微观物理本质的目的；在此基础上 ，进一步研究该类材料中的磁热效应，为磁制冷技术的推广与应用 提供可靠的实验数据支持。 该项目的研究对象为先进功能材料，对于改善生活环境和节能减排 都具有一定的现实意义。
该项目已获上海市自然基金项目立项支持。
上海电力大学
2021-04-29
稀土
稀土有"工业维生素"的美称，已成为极其重要的战略资源。由于其具有优良的光电磁等物理特性，能与其他材料组成性能各异、品种繁多的新型材料，从而大幅度提高其他产品的质量和性能
江铜拥有中国第二大轻稀土矿冕宁县牦牛坪稀土矿的采矿权，初步形成了采、选、冶、深加工产业链，是国内稀土产品的重要生产基地。
江西铜业集团有限公司
2021-11-01
一种新型聚磁式盘式电机
本发明公开了一种新型聚磁式盘式电机，包括定子和转子；定子包括定子铁芯和电枢绕组；转子包括三层结构，外层包括多块交替设置的外层永磁体和外层转子铁芯，中间层中对应外层转子铁芯的位置设有中间层永磁体，内层包括内层转子铁芯，外层永磁体为切向充磁，中间层永磁体为径向充磁，相邻外层永磁体充磁方向相反，相邻中间层永磁体充磁方向也相反，外层转子铁芯相邻的两块外层永磁体以及中间层永磁体的充磁方向均相对于外层转子铁芯向外或者向内，外层永磁体所占外层周长的比例为0.1～0.55。本发明有效提高了电机的空间利用率和功率密度。
东南大学
2021-04-11
高性能大直径稀土超磁致伸缩材料产业化技术
稀土超磁致伸缩材料的磁致伸缩应变比压电陶瓷大4倍以上，而且能量密度比压电陶瓷大10倍以上，但其杨氏仅为压电陶瓷的1/3左右。美国将其列为战略性功能材料，并对我国实行禁运。传统制备技术主要有布里吉曼法(Bridgman法，即下拉法)、丘克拉尔斯基法(Czochralski法，即直拉法)和浮区区熔法(Float Zone法)。上述三种制备GMM工艺都存在共同缺陷：1.生产效率很低，生长一件Æ18´150mm定向凝固GMM需要48-168h；2.生产GMM工序很长，需要合金熔炼、晶体生长、热处理等工序，生产成本高，设备投资大，3.生产GMM成品率只有15-30%。 本项目采用具有自主知识产权的一步法工艺和设备生产稀土超磁致伸缩材料，与传统工艺相比较主要有如下优点：1.质量好、高性能。因一步法工艺是将合金熔炼、晶体生长、热处理三道工序集中于一台设备完成，故减少了过程污染，杂质和氧含量低，合金成分控制准确，提高了材料的性能和产品的一致性；2.效率高、成本低。一步法易于实现自动化控制，操作简单，人为因素少，故产品的合格率高(达80%)；单炉产能达5-10公斤，每天可以生产2-3炉，生产效率比传统工艺提高了100-150倍，成本大大降低；3.易于制备大直径（Æ70mm以上）棒材。一旦形成规模生产，大幅度降低生产成本和产品价格。稀土超磁致伸缩材料在低频、大功率换能器中得到了越来越广泛的应用。此外，可广泛应用到机械、电子、石油、纺织、航天、农业等其他领域，是一种重要的新型功能材料，是许多高技术的物质基础，被誉为是21世纪的战略材料。
北京科技大学
2021-04-11
变刚度双质体振动电机式特大型振动磨
本实用新型变刚度双质体振动电机式特大型振动磨涉及一种振动磨，特别是一种具有变刚度、双质体、 振动电机式的一般振动磨或特大型振动磨；它包括上质体、下质体、主振弹簧、隔振弹簧和底板，其中上 质体包括筒体、进料口、端盖、出料口、振动电机、右联接架、磨介、左联接架和配重体；筒体通过主振 弹簧可能动地支承在下质体上，在筒体的右侧用右联接架刚性固结有振动电机，驱动侧的主振弹簧的轴线 位于筒体和振动电机的重力轴线之间；下质体通过隔振弹簧支承在底座上，在筒体的左侧用左联接架刚性 固结有与右侧质量相平衡的配重体。
南京工程学院
2021-04-11
一种永磁笼型的转子变极变频调速电机
本发明公开了一种兼有永磁和笼型转子特点的变频变极调速三 相交流电机。该电机定子变极绕组的一种极对数为 p1，另一种极对数 为 p2，p2＝np1(n 为偶数)，两种极对数对应绕组在电路上等效独立； 转子表面均匀分布槽数 Z2，转子槽内放置的导条用端环短路连接，转 子内置 2p1 个永磁体，放置于转子槽下方。该电机运行时，极对数 p1 接入频率为 f 的变频电源，呈现自起动永磁转子电机特性；极对数 p2 接入频率为 2f+sf(s 为转差率)的变频电源，对应转子磁通不会穿过永磁 体，呈现笼型转子感应电
华中科技大学
2021-04-14
大型直驱式风电机组并网变流器及变桨距系统
当前风力发电技术具有大功率、直驱式、采用变桨距技术等发展趋势。在“十一五”国家科技支撑计划项目“ 1.5MW 以上直驱风电机组控制系统及模块化多重并联变流器的研制”等课题的支持下，研发了具有自主知识产权的 MW 级全功率风电变流器，通过了满功率试验，实现了国产化全功率并网变流器关键技术的突破，可广泛应用于 MW 级直驱式风电机组。另外，自主研发了变桨距系统试验平台，采用“直流伺服 + 超级电容”的技术方案，已完成全部功能试验，其变桨距控制技术可以广泛应用于 MW 级风电机组的变桨距系统。考虑到我国风电产业的发展前景，风电变流器和变桨装置远期发展的空间更加广阔。
北京交通大学
2021-04-13
大型风电机组异步变桨控制系统研究与开发
变桨距、大容量是风力机组的发展趋势，国外风机的主力机型向2MW以上发展，机组大多采用三个独立的电控调桨机构，通过三组变速电机和减速箱对桨叶分别进行控制，为了捕获最大风能、平缓风轮力矩波动和消除风力机的不平衡载荷，本项目研究了大型风电机组异步变桨控制系统，异步变桨可以消弱气动不平衡，减小机组振动，提高风能利用率，提高风电电能质量和延长机组寿命。 本项目提出了基于前馈模糊与Fuzzy-PID相结合的统一桨距角给定技术，提出了基于电功率观测叶片应力的独立变桨技术，通过独立变桨直接控制叶片上气动力产生的摆振力矩，不仅直接平缓了风轮力矩的波动，还间接减少了叶片上载荷的波动、轮毂的偏航力矩波动和俯仰力矩波动，大大改善了风力机的功率输出、疲劳、振动、动力稳定性等性能。 以上成果发表在国内外重要期刊上，如Lecture Notes in Electrical Engineering，电机工程学报等，申请授权了多个发明专利和软件著作权。在上述大型风电机组异步变桨控制技术研究的基础上，基于永磁同步电机、全数字驱动器及超级电容架构，本课题组自主开发了风机三个桨叶可以独立高可靠控制的2MW风机机组异步电动变桨系统，已完成实验室测试
上海交通大学
2021-04-13