线圈连接方式对开关磁阻电机振动噪声的影响

开关磁阻电机由于结构简单、坚固等优点而得到广泛的应用,但是显著振动和噪声的问题在一定程度上限制了开关磁阻电机的应用,针对电机实际运行过程中存在的转子偏心现象,分析了不同线圈连接方式下,转子偏心对气隙磁场的影响,建立了开关磁阻电机转子偏心的有限元瞬态分析模型,研究了线圈连接方式对瞬态的单边磁拉力,结果表明：当线圈并联时产生的单边磁拉力要小于线圈串联时产生的单边磁拉力。采用全并联的线圈连接方式,将有利于减小电机运行时的振动噪声．     

一种直线开关磁阻发电机的设计与有限元分析

用于海浪发电的传统直线开关磁阻发电机存在发电效率低、径向磁拉力较大以及噪声大等问题.为了提高直线开关磁阻发电机的发电效率、减小径向磁拉力、降低噪声,基于开关磁阻发电机和永磁发电机的工作原理,设计了一种新型结构的永磁双边直线开关磁阻发电机,采用Ansoft Maxwell软件对发电机2D模型进行有限元分析,研究了发电机径向磁拉力及电磁特性.仿真结果表明,发电机结构及参数合理,相与相之间实现了零互感,与传统直线开关磁阻发电机相比,径向磁拉力明显减小,磁链值增大,提高了发电效率.     

新型无铁芯永磁同步直线电机推力性能优化设计及试验

为解决无铁芯永磁同步直线电机推力及推力波动问题,提出新型永磁体结构设计原理,建立物理模型,设计一种新型永磁体结构的无铁芯永磁同步直线电机,并对其结构参数进行优化.对新型磁极结构的磁场、直线电机的推力与推力波动进行有限元分析,以推力不削弱、推力波动最小作为优化目标,进行电机推力性能优化.通过重复定位精度的测量,验证新型磁...     

内置式永磁电机齿槽转矩削弱方法研究

为抑制永磁同步电机齿槽转矩,减少电机振动与噪声,提出一种定子齿顶开辅助槽与转子外圆偏心的结构来抑制齿槽转矩,提升电机的输出性能.首先建立了定子齿顶开槽前后与主气隙分布函数解析式,分析定子开槽与电机主磁场分布及齿槽转矩的关系,同时分析了转子外圆偏心后对齿槽转矩的影响.以内置3相8极48槽V型永磁同步电机为例,利用有限元法对定子齿顶辅助槽个数、槽宽、槽深、槽位置以及转子外圆偏心距等参数进行优化对比分析,获得最优的参数匹配.结果表明：定子齿顶双矩形对称开槽以及转子外圆偏心的方式能有效改善主气隙磁场分布,抑制电机齿槽转矩,优化后的电机气隙磁密5、11、15、17谐波幅值下降明显,电机齿槽转矩峰值降低了59.6%,反电势波形正弦性增强,平均转矩提升,电机输出性能明显改善.     

空心式永磁直线伺服电机气隙磁场及推力分析

通过解析法和有限元法对双边空心式永磁直线伺服电机的磁场和推力特性进行了分析.采用等效磁化强度法,将永磁体等效为磁化强度分布函数,建立磁场向量磁位的微分方程组并采用分离变量法进行求解,推导出磁通密度的解析公式.同时采用Ansoft Maxwell软件对电机磁场进行了有限元分析,结果证明磁通密度解析公式是准确的.针对5极/3线圈短距绕组结构的电机,推导出电机动态推力的解析公式,解析法推力计算结果与有限元法计算结果的相对误差为3.28%,证明推力解析公式是准确的.推力解析公式表明,当电机电枢电流为正弦电流时,电机推力仅含有6倍频的谐波分量,且推力波动小.气隙磁场和推力解析公式有助于分析电机磁场分布和推力波动情况,为电机优化设计提供基础.     

水轮发电机组转子-轴承系统横向振动特性分析

将非线性Capone油膜力模型与考虑电机磁极对数分布的不平衡磁拉力模型相结合,建立了水轮发电机组转子-轴承系统非线性动力学模型。基于Matlab语言程序采用4阶5级Runge-Kutta法对系统进行了数值分析计算。研究了在考虑与不考虑不平衡磁拉力的情况下,轴承长径比、转子质量偏心及轴颈间隙等参数的变化对转子轴心轨迹以及频域特性的影响。数值结果表明,同轴承长径比及转子质量偏心相比,轴颈间隙是影响系统轴心轨迹和频域特性的主要因素。相关结论可为进一步研究水轮发电机组在电磁和机械等结构参数共同作用下的运动特性提供部分参考。     

Halbach磁体结构应用于永磁直线同步电机的研究

为提高永磁直线电机的推力，介绍了Halbach磁体结构的基本工作原理，分析了采用Halbach磁体结构的磁体排列方式及磁体的磁化规律.并以一台永磁直线同步电机为例，确定了适合该直线电机的Halbach磁体结构形式，对比分析了不同磁体排列方式的永磁直线同步电机空载运行推力特性.分析结果表明采用Halbach磁体结构不仅可以改善气隙磁场分布、提高永磁直线同步电机的推力，而且可以减小永磁直线同步电动机的推力波动.因此将Halbach磁体结构应用于永磁直线同步电机中与常规永磁体结构的永磁直线同步电机相比具有很大的优越性.     

基于变参数模型的车用永磁同步电机MTPA控制方法研究

针对车用永磁同步电机(PMSM)的高凸极率结构特点和宽范围运行特点对基于变参数模型的PMSM最大转矩电流比(MTPA)控制策略进行了研究.为提高控制精度,首先采用频谱分析和冻结磁导率方法获取转子磁链成份及不同负载下的电感和转子磁链值,建立变参数电机模型并推导出相应的MTPA电流矢量表达式,研究了其控制特性,并与id=0及定参数模型MTPA控制特性进行比较,结果表明:与id控制相比,该方法可以获取更大的电流利用率,与定参数模型相比,则可以获取更快的动态响应.     

机械变磁通永磁同步电机发展综述

机械变磁通永磁同步电机是利用机械传动方式实现磁场调节的一类新型永磁电机.通过引入机械调磁及机械变磁通永磁电机的概念,提出了几种典型拓扑结构的机械变磁通永磁同步电机,分析了新型电机的工作磁路与运行原理,并给出了各类电机综合特性的定性比较分析.结果表明,相对于其它几类机械变磁通永磁电机,转子错开式机械变磁通轴向磁场永磁同步电机拓扑结构具有弱磁效果较好、漏磁系数较小、效率较高和制造工艺较简单等优势.     

永磁直线电机的端部效应和齿槽效应分析

采用Ansoft Maxwell 2D中的静磁场分析与Matlab数据处理相结合的方法,从结构方面对永磁直线电机进行分析,通过对永磁直线电机的结构优化来减少其端部效应和齿槽效应的影响.分析结果为进一步优化永磁直线电机的端部效应和齿槽效应奠定基础.     

高压直流巡检机器人磁力悬浮方法

针对架空高压直流输电线路轮臂式巡检机器人行走轮打滑及磨损问题,提出了一种基于高压直流磁场的磁力悬浮方法,利用通电线圈在高压直流磁场中所受的安培力使机器人悬浮。通过建立磁悬浮装置物理模型,分析了磁悬浮力与物理模型参数之间的关系;利用COMSOL软件对磁悬浮装置模型进行仿真,将磁悬浮力的仿真结果与理论模型计算值进行比较分析,结果表明模型在不同的系统参数下均能产生符合理论计算的悬浮力;进一步仿真分析防振锤对磁悬浮力的影响,结果表明,防震锤对磁悬浮力影响非常小。最后,根据提出的磁力悬浮模型搭建磁力悬浮最小系统并进行实验,实验结果表明,本文提出的磁力悬浮方法是可行的。     

真空断路器永磁机构计算与分析

在介绍了高压断路器的双稳态永磁机构结构及工作原理的基础上，对其涡流电磁场方程进行了描述，研究了电流源激励下的瞬态磁场，并推导出考虑涡流情况下的非线性瞬态磁场数学模型，建立出永磁机构动态方程.采用耦合法，并且应用了ANSYS软件进行编程来对永磁机构的瞬态场进行计算，对它的线圈电流、动铁芯位移及受力进行分析，并研究了涡流效应对永磁机构的影响，得出应选择电导率小，电磁性能好和损耗低的导磁材料的结论.     

四辊可逆式轧机采用偏心轧制的实践

分析了马钢中板厂四辊可逆式中板轧机辊系的受力情况 ,并结合生产实际计算出偏移量 ,此外进行了在有偏移量及无偏移量情况下力能参数的对比分析。结果表明 :当偏心距e=10mm时 ,轧辊轴承座受到的水平分力与其偏移方向始终保持相同 ,水平分力增大且方向固定不变 ,使辊系处于稳定状态。     

转子分布不平衡和轴承特性参数同时辨识方法

针对转子模态动平衡的关键参数转子不平衡量和轴承特性参数难以确定的问题,提出一种基于轴承处振动响应的轴承特性参数和转子分布不平衡参数的同时辨识方法。以多项式函数描述转子质量偏心曲线,表征转子连续分布的不平衡质量;以有限元法建立转子/轴承子结构运动微分方程;采用虚功原理将连续分布的广义不平衡力转化为节点处的集中不平衡力并建立其与偏心曲线系数的关系,从而推导出轴承特性参数及质量偏心曲线系数的同时辨识方程,进而实现基于不同转速下轴承处的振动响应辨识出轴承特性参数和分布不平衡参数。以一个转子轴承系统为例进行了偏心曲线阶次对参数辨识的敏感度仿真,结果表明：偏心曲线阶次对参数辨识结果影响较小。以实测轴承处响应辨识得到的参数进行一阶模态动平衡实验,平衡后轴承处振动明显降低,验证了提出的辨识方法及其在模态动平衡中的有效性。     

永磁吸盘设计与优化

以风力发电塔筒攀爬车永磁吸盘为研究对象,针对传统磁路优化过程中实验周期长,计算难度大的问题,提出了一种能够在给定设计空间内快速选择出较优结构参数的方法。首先通过应用正交实验的方法确定进行仿真的不同参数的组合方式,减少选择出最优参数所需的实验次数,然后运用ANSYS对永磁吸盘进行有限元仿真,确定选定参数下所能产生的吸附力大小,分析得出不同磁路和尺寸参数对永磁吸盘的影响。最终依据不同参数对永磁吸盘的影响,得到了在给定设计空间内符合使用条件吸附力最大的永磁吸盘结构。验证结果表明综合运用有限元方法和正交实验方法进行磁路优化,能够有效减少实验次数,避免复杂的公式求解过程,快速得出较优永磁吸盘结构。     

气隙调衡式混合励磁直线同步电机特性

针对直线电机无绳提升系统中因气隙不均匀引起的轮轨间振动、噪声和磨损等问题,设计新型的混合励磁直线电机. 通过改变次级励磁电流来调节双边气隙磁场和法向电磁力,进而调节双边气隙平衡,有效地降低轮轨间压力. 介绍新型电机的拓扑结构及气隙磁场调节原理,分析主要结构参数对电机性能的影响,确定样机的基本参数. 研究不同负载工况下次级励磁电流对法向电磁力的调节特性,分析次级励磁电流对直线电机空载反电势和电磁推力的影响. 研究结果表明,次级直流励磁电流对电机法向电磁力具有良好的调节能力,对电机推力输出基本没有影响. 在相同的负载工况下,法向电磁力随次级直流励磁电流基本呈线性变化. 当电机负载增大时,直流励磁电流对法向电磁力的调节能力略有降低. 实验结果与有限元分析结果基本吻合,验证了本文理论分析的正确性.     

4TPS-PS并联四自由度电动平台的受力特性研究

针对稳定跟踪系统需求,建立4TPS-PS并联四自由度平台运动学模型,推导雅克比矩阵,对平台运动情况下的受力进行分析,推导出平台输出力与各作动缸驱动力之间的关系式,与没有从动支链的3-RPS并联机构的力学特性进行比较,分析4TPS-PS并联机构的受力特点,表明4TPS-PS结构是并联型稳定跟踪平台的理想选择.对实验室样机在工作空间内受力情况进行仿真计算,分析从动支链受力与平台结构参数的关系,为优化设计和运动控制提供依据.     

轴向数控磁力轴承电磁力计算及刚度研究

刚度是影响磁力轴承工业应用的关键之一,本文对自行设计的新型轴向数控磁力轴承的刚度进行了分析研究,推导了磁力轴承电磁力和刚度的计算公式,讨论了系统特性参数对刚度的影响,测试了轴承的刚度特性。试验结果表明本实验系统具有较强的承载能力和较大的静态刚度。     

非晶/纳米晶磁粉芯的热压制备工艺探究

在不使用粘接剂的条件下,通过Gleeble-3500热模拟试验机将Fe-Si-B-Cu-Nb非晶合金粉末在其过冷液相区直接热压成型,制备成非晶/纳米晶磁粉芯。研究热压压力和热压时间对非晶/纳米磁粉芯密度的影响,并与传统冷压或温压成型条件下获得的非晶/纳米晶磁粉芯的性能进行比较。结果表明,在180 MPa,快速升温到723 K,再缓慢升温到773 K,保温1 h,最后空冷的热压工艺条件下,制备的磁粉芯样品中形成了纳米微晶镶嵌于非晶体的非晶/纳米晶双相结构。与传统冷压或温压条件下制备的磁粉芯相比,制备的磁粉芯具有更高的密度,约为6.8g/cm3;较高的饱和磁感应强度,约为1.34T;较低的矫顽力,约为2A/m。     

CFST柱和RC柱偏压性能比较

为了研究钢管混凝土柱在偏压荷载下的力学性能,对已有的偏压荷载钢管混凝土柱进行了有限元模拟,并与试验结果进行了比较.在此基础上,分别模拟了同等条件下钢管混凝土柱和钢筋混凝土柱的受力性能,对比分析了它们的破坏形态、承载力、挠度变形等力学性能.研究结果表明:相同条件下,钢管混凝土柱比钢筋混凝土柱更具有延性,钢管混凝土柱轴力比钢筋混凝土柱高约25%,弯矩高约40%;最大荷载时,钢管混凝土柱跨中截面的挠度为钢筋混凝土柱的1.67倍,极限荷载时为2.30倍;钢管混凝土柱和钢筋混凝土柱承载力随着偏心率的增大而减小,与构件性质无关.长细比对构件破坏性质有明显影响.