磁耦合谐振式无线能量传输系统的软件设计

为了解决特定要求的磁耦合谐振式无线能量传输系统的实验参数选取问题,首先利用线圈的互感模型分析了该系统的工作原理,然后通过理论分析得到系统线圈尺寸、负载阻值、谐振频率等各个参数与负载功率和传输效率的关系。在此基础上设计了磁耦合谐振式无线能量传输系统的软件,该软件能够计算出给定距离下负载功率最大时的系统参数,为设计实验装置提供理论依据。最后,通过实验验证了该设计的实用性。     

考虑电流动态的无轴承异步电机解耦控制策略

目前的无轴承异步电机解耦控制策略没有考虑定子电流动态影响,限制了其控制性能的提高.为此,本文首先分析了电机的数学模型,在考虑转矩系统定子电流动态的前提下,建立了无轴承异步电机的状态方程;在系统可逆性分析的基础上,解析推导出了无轴承异步电机的逆系统动态数学模型;基于逆系统方法,研究了转速、转子磁链和两个径向位移分量之间的动态解耦控制策略.仿真研究结果表明:控制系统具有优良的动态解耦性能和较强的抗负载挠动能力.所提出的解耦控制策略是有效的、可行的,并可在一定程度上简化控制系统结构.     

移动机器人的边界识别和遍历矫正

设计和研究了移动机器人的磁边界识别和遍历矫正。采用烧结NdFeB作为磁边界材料;对于边界磁场信息的识别,选用UGN3503霍尔传感器来实现;对于机器人的遍历,采用迂回式遍历。对于通常移动机器人的遍历中产生的累计误差问题,提出一种矫正的方案,采用磁边界作为机器人纠正误差的标志,该磁边界同时也作为机器人工作区域的边界。这与当前其他矫正遍历误差方式相比,有效地降低了边界系统的复杂性,同时也提高整个运作系统的稳定性。     

磁谐振无线电能传输负载自适应阻抗匹配研究

针对磁谐振无线电能传输(MR-WPT)系统的负载改变时,现有阻抗匹配方法不能自动调节负载阻抗,导致系统电能传输效率降低的问题,提出了一种MR-WPT系统负载自适应阻抗匹配方法。为利用高频化提高MR-WPT系统的电能传输效率,选用E类功率放大器作为高频逆变电路。在磁谐振装置和负载之间加入DC/DC变换器,当负载阻抗变化时,通过调节DC/DC变换器的占空比将负载电阻变换到最大效率传输电阻,从而确保MR-WPT系统始终以最大效率工作。仿真和实验结果表明:所提出的阻抗匹配方法切实可行,能够优化MR-WPT系统的传输效率,输出功率为3.5 W时,传输效率达35%。     

钢板形状检测与控制

本文主要介绍目前国际上已投入运用的钢板形状检测及控制仪表装置,其中包括压磁式传感器的板形计、气动轴承式板形计、电容式板形计以及有关的板形控制方式。     

一种基于模型优化自抗扰控制的新型定子磁链观测器

磁链观测是实现高性能转矩控制的基础.针对直接转矩控制系统低速时磁链观测精度差的问题,提出了一种基于模型优化自抗扰控制的新型定子磁链观测器,以定子磁链的频率响应函数为依据,根据其幅频和相频特性分析了磁链观测对电机参数变化的敏感性.分析结果表明,按照这种思路设计的定子观测器在不同的转速和负载条件下都能达到较为理想的观测精度...     

气动激励装置原型机磁共振弹性成像研究

介绍:磁共振弹性成像是一种无创的对生物组织的生物力学特性进行定量分析的新技术。在诸多外部机械激励方法中,气动激励装置因其磁兼容性好而相对被广泛使用。本研究搭建了一台气动装置原型机并测试了该装置在不同频率和振幅条件下的性能。材料和方法:使用超声方法测试气动激励装置原型机在无负载条件和不同频率和振幅情况下的性能,并在磁共振弹性成像环境测试该原型机在有负载条件下的性能。结果:生物组织的弹性值与外部激励的频率和振幅、生物组织的机械力学特性以及传导管的长度和内径有关。结论:稳定可靠的机械波是磁共振弹性成像中准确可靠地重建组织弹性值的保障,气动激励装置的机械激励参数应根据不同生物组织的特性进行优化,以保证弹性值重建的可靠性。     

基于无线传感器网络的管道检测精确定位

为了对大范围的工业管道检测装置进行精确定位,采用无线传感器网络,在工业管道外布置磁传感器模块来测量管道检测装置的磁信号.每个磁传感器模块由磁传感单元、处理单元、收发单元、电源单元等功能模块组成.磁传感器模块的测量数据由无线传感器网络传送到处理中心.处理中心依据无线传感器网络发回的磁信号数据,由磁定位算法计算得到管道检测装置所处的精确位置,从而实现管道检测位置的精确定位.     

基于ANSYS的直流励磁电机电磁场分析与计算

应用有限元数值分析软件（ANSYS）对直流串励电机内部电磁场进行分析计算,获得电动机负载运行时的电枢反应磁场,并通过ANSYS的后处理功能得到负载运行气隙磁密分布图,在此基础上对直流励磁电机的电磁转矩进行了分析计算,通过样机实验验证了计算结果,证明了理论分析的正确性。为直流励磁电机的性能分析及设计提供了一定的参考。     

基于有限元方法的主动磁悬浮轴承电磁性能仿真分析

磁悬浮轴承利用电磁力实现定子与转子间的无接触悬浮，集机械、电子、自动控制和电气于一身，是复杂的机电一体化产品，包括了复杂的机械结构和电气控制系统。在根据磁路解析法对主动磁悬浮轴承进行各部分参数的设计时，其磁饱和、磁滞效应以及漏磁等非线性因素均无法考虑，但在实际工程应用中磁轴承的实际性能与这些非线性因素息息相关。结合有限元方法对已设计的磁轴承结构进行电磁性能的仿真分析，研究主动磁悬浮轴承内部的电磁性能并进行结构上的设计校核，为磁悬浮轴承的正确设计提供了理论基础。     

一种新型玻璃基底可用于微陀螺的反磁悬浮结构的设计与制造

主要介绍了反磁悬浮系统的悬浮和稳定的原理以及用作惯性传感器的原理。研究了对反磁悬浮微器件理论。使用ANSOFT的MAXWELL3D有限元软件包分析了反磁转子悬浮微器件的悬浮问题,对于转子的悬浮、稳定和旋转进行了系统的仿真分析,包括受力分析与位移分析。对反磁悬浮微器件的制作工艺进行了研究。对反磁悬浮器件进行了相关实验。     

抗磁悬浮石墨转子理论及仿真分析

研究了一种由热解石墨转子、永磁体结构以及底板构成的抗磁悬浮结构,通过对石墨转子叶片施加氮气流使其运动.利用有限元软件COMSOL Multiphysics建立仿真模型,并且将仿真结果与实验结果相对比.研究表明,未受氮气流作用时,石墨转子仿真悬浮高度为130 μm,实验测得悬浮高度为132 μm,误差为1.5%;实验测得氮气流速小于21.45 sccm时,石墨转子在永磁体上方轻微摆动,而未转动,氮气流速达到21.45 sccm时,石墨转子转速稳定在120 r/min~130 r/min之间与仿真结果接近.通过对比仿真结果与试验数据得出石墨转子加工质量,实验环境对石墨转子的运动性能有一定影响,该抗磁悬浮结构有望用于微型电机和非接触式传感器中.     

滚动轴承-柔性碰摩转子系统非线性动力学响应分析

针对现有轴承-转子系统动力学模型的不足,考虑非线性滚动轴承力、不平衡量、碰摩故障及陀螺效应,建立了滚动轴承-柔性对称碰摩转子系统非线性集中质量模型.通过数值计算与比较,结果表明:低转速下系统响应主要表现为滚动轴承的变刚度振动,高转速下轴承变刚度振动的影响相对减弱,转子不平衡和碰摩故障对系统的影响逐渐增强,陀螺效应对高转速下对称转子的响应不容忽略.     

Prediction of dynamic properties of rotor supported by hydrodynamic bearings using the finite element method

The purpose of this paper is to present general programs for rotor bearing analysis using the Finite Element Method. A consistent representation of both mass and stiffness is used for the rotor shaft, while hydrodynamic bearings are calculated by solving Reynolds equation. Dynamic characteristics of these bearings are then obtained with a perturbation method.These programs are first compared with both numerical and experimental results from literature. We also study the influence of bearing characteristics on stability threshold and unbalance response of a rotor.     

Analytical calculation of the flux density distribution in a superconducting reluctance machine with HTS bulks rotor

This paper deals with the analytical computation of the magnetic field distribution in a wholly superconducting reluctance motor. The rotor is made with high temperature superconductor bulks which nearly present a diamagnetic behavior under zero-field cooling. The stator consists of superconducting armature windings fed by AC currents of high amplitude. The superconducting stator winding can generate a high rotating magnetic field without the need of ferromagnetic material in the rotor. The electromagnetic torque is obtained by the interaction between the rotating magnetic field created by the superconducting stator windings and the variable reluctance due to the superconducting bulks. The proposed analytical method is based on the resolution of Laplace's equation (by the separation of variables method) for each sub-domain, i.e. rotor shaft, holes between superconducting bulks and air-gap. The global solution is obtained using boundary and continuity conditions. Magnetic field distribution and electromagnetic torque obtained by the analytical method are compared with those obtained from finite element analyses.     

Theoretical vibration analysis of soft mounted electrical machines regarding rotor eccentricity based on a multibody model

The paper presents a simplified multibody model of a soft mounted electrical machine for theoretical vibration analysis, considering different kinds of rotor eccentricity. The most important dynamic eccentricities in electrical machines—eccentricity of rotor mass, magnetic eccentricity, and bent rotor deflection—are analyzed. The aim of the paper is not to replace a detailed three-dimensional finite-element calculation by a simplified plane multibody model, but to show the mathematical correlation between rotor dynamics, electromagnetic influence, oil film characteristics of the sleeve bearings, the influence of a soft foundation, and excitations by different kinds of rotor eccentricity, based on a simplified analytical model. Beside the absolute orbits of the rotor, stator, shaft journals, and bearing housings, also the relative orbits between rotor and stator and between shaft journals and bearing housings are mathematically described. In addition to these theoretical considerations, a numerical example for a soft mounted 2-pole induction motor is also shown. Finally, the paper shows the possibility of optimizing the system—electrical machine and foundation—regarding vibrations, caused by rotor eccentricities.     

Advanced LIGA technology for the integration of anelectrostatically controlled bearing in a wobble micromotor

This work concerns the alleviation of friction in a novel design of multistator electrostatic wobble motor. The output torque and the kinematic accuracy of this device are limited by the sliding friction between the rotor and the top surface of the bearing. A solution for an axial bearing has been developed using an advanced LIGA technique to integrate polymethylmethacrylate (PMMA) cylinders into nickel micro structures. A new version of the micromotor has been fabricated, utilizing an axial electrostatic field to hold the rotor against an engineered sliding surface. The integrated bearing stabilizes the rotor and potentially permits operation in liquid environments by sealing the stator electrodes     

混合磁悬浮轴承转子系统的仿真分析

通过ANSYS对UG中所建立的转子的三维实体模型进行有限元分析,生成了柔性转子的模态中性文件,将其导入ADAMS中分别建立了轴向永磁、径向四自由度电磁悬浮和轴、径向三自由度永磁、其余两径向自由度电磁悬浮的五自由度混合磁悬浮轴承柔性转子系统模型,采用基于接口的方法在MATLAB和ADAMS环境下对系统进行了起浮和旋转联合仿真,并根据仿真结果对设计参数进行了优化,可为混合磁悬浮轴承转子系统的设计与研究提供参考。     

不平行接触下的螺栓连接刚度及其转子动态特性

针对航空发动机的典型螺栓连接结构,以高温合金螺栓连接为对象,提出了考虑螺栓端头支撑面不平行接触下的连接刚度演化机理及其对转子模态的影响规律.将螺栓与被连接件各结合面的几何误差表征为螺栓端头的不平行接触,建立了拧紧过程和轴向加载过程仿真模型.通过改变支撑面的不平行度模拟几何偏差的影响,分析了不平行度从0°到2°时的连接结构力学性能,揭示了非理想接触下螺栓预紧力的变化规律以及应力分布规律,建立了考虑连接结构不平行度的转子模态仿真模型,揭示了连接刚度不均匀分布下的转子模态变化规律,为转子连接结构的设计及服役性能的评估提供参考.     

超导发电机转子模态分析

应用ANSYS分别对某超导发电机内转子、外转子和转子整体进行模态分析.考虑内转子中挠性支撑结构,将外转子轴承约束简化为弹性约束.考虑该弹性约束刚度的影响,获得内、外转子的前10阶固有频率和振型图;针对双层转子结构整体,对比分析结构中内、外转子的振动形式,获得转子的固有振动特性.