可控永磁悬浮系统不同永磁体厚度动态特性研究

针对单个可控永磁悬浮系统的特点,建立其数学模型,采用状态反馈悬浮控制器对其进行控制,得出不同永磁体厚度的可控永磁悬浮系统动态特性的对比。仿真结果表明,同一种控制器且控制参数相同时,都可以使得不同永磁体厚度的可控永磁悬浮系统实现稳定悬浮,永磁体厚度越大,动态特性稍微要好一些;然而对于某一个可控永磁悬浮系统的某种工况下,永磁体的厚度存在一个最佳值,这个最佳值就是永磁体产生的磁力非常接近悬浮系统重力的永磁体厚度。该结论与实验结果相一致,为可控永磁悬浮系统的设计和应用打下了一定基础。     

可控永磁悬浮系统不同永磁体厚度动态特性研究靠

针对单个可控永磁悬浮系统的特点,建立其数学模型,采用状态反馈悬浮控制器对其进行控制,得出不同永磁体厚度的可控永磁悬浮系统动态特性的对比.仿真结果表明,同一种控制器且控制参数相同时,都可以使得不同永磁体厚度的可控永磁悬浮系统实现稳定悬浮,永磁体厚度越大,动态特性稍微要好一些;然而对于某一个可控永磁悬浮系统的某种工况下,永磁体的厚度存在一个最佳值,这个最佳值就是永磁体产生的磁力非常接近悬浮系统重力的永磁体厚度.该结论与实验结果相一致,为可控永磁悬浮系统的设计和应用打下了一定基础.     

一种新型电磁阵列悬浮系统的结构设计与特性分析

研制了一种新型电磁悬浮系统装置,该装置利用电磁铁阵列与永磁铁提供空间三维方向的悬浮驱动力。与传统的电磁悬浮系统相比,该系统具有悬浮力大、磁场分布规律、运动范围广等特点,可以明显提高系统的使用效率基于有限元数值方法对悬浮电磁力特性以及合成磁场特性进行详细分析,并做了相关实验。结果表明所设计的电磁阵列悬浮系统装置可以在大气隙下使用,具有较好的稳定性和可控性。     

盘式永磁Halbach悬浮装置的磁场和力特性分析

针对电磁式(EMS)磁悬浮实现稳定悬浮需要复杂的闭环控制和悬浮气隙较小等问题,提出的盘式永磁Halbach悬浮装置是一种电动式(EDS)磁悬浮系统,具有悬浮气隙大和不需要复杂的闭环控制即可实现稳定的悬浮等优点.盘式永磁Halbach悬浮装置通过永磁体和导体板上感应出的涡流相互作用产生悬浮力和转矩.从电磁场理论出发建立悬浮装置的分环电磁模型,采用拉普拉斯分离变量方法进行磁场分布求解,并直接利用磁场分析所得的磁场分布结果求解次级悬浮力和水平转矩,给出磁悬浮装置的力特性与其参数的关系,证明在一定的相对速度下,装置可以输出足够大的悬浮力.建立有限元模型,通过分析得出系统的磁场分布以及电磁力等的分析结果;搭建实验平台对永磁电动式系统的基本特性进行研究,主要是悬浮力和转矩的测试;利用有限元计算和样机实验验证理论分析和计算结果的正确性.     

串联永磁轴向磁场磁通切换记忆电机设计与调磁特性分析

提出一种新型串联永磁轴向磁场磁通切换记忆电机,对其进行设计,研究了其调磁特性。通过在高矫顽力永磁基础上串联磁化水平易于调节的低矫顽力永磁,不仅可维持较高的气隙磁场,也可改变磁场的大小。基于三维有限元分析,研究了混合永磁比例对电机性能的影响,对比了不同磁化水平下永磁体磁场分布及电机的电磁特性。制造样机,进行试验研究,测试结果验证了仿真计算的正确性。通过脉冲电流改变永磁磁化水平,可连续平滑调节和控制该电机磁场,调磁损耗小,有效解决了磁通切换电机气隙磁场难以调节的问题,适用于电动车辆等需要宽调速高效率驱动的应用场合。     

一种超导磁悬浮系统的设计及悬浮力特性分析

根据一种计算超导体薄间隙磁场的方法,设计了一种新型的超导磁悬浮支承结构。首先分析了其支承系统在无源悬浮条件下的力学特性式,然后针对无源磁悬浮支承刚度低的缺点,引入了线性反馈控制系统,并分析了线性反馈控制下的力学特性。最后悬浮力的计算结果经过有限元计算验证,一致性较好。本超导磁悬浮系统具有结构简单、电磁力计算方便等优点,对设计超导加速度计和超导陀螺仪有重要的借鉴意义。     

电磁电动式磁悬浮装置的磁场分析和力特性研究

针对目前电磁式磁悬浮无法实现静止悬浮,为实现静止稳定磁悬浮的问题,提出旋转磁场电动式磁悬浮装置方案,该装置通过在初级绕组中通入三相交变电流产生圆周运动的交变磁场,与其在次级导体中感应出的涡流磁场相互作用产生悬浮力,能够在装置静止的条件下实现稳定的悬浮.为准确分析装置力特性,建立悬浮装置的多层分环电磁模型对磁场分布求解,并直接利用磁场分析所得的磁场分布结果求解次级悬浮力和水平转矩,给出磁悬浮装置的力特性与其参数的关系;建立有限元模型,分析得出了系统的磁场分布,电磁力等的分析结果;搭建了实验平台对永磁电动式系统的基本特性进行研究,主要是悬浮力和转矩的测试;利用有限元计算和样机实验验证了理论分析和计算结果.     

永磁体参数对双定子球形电机磁场影响的研究

永磁球形电动机采用不同的永磁体结构参数,对电机的电磁场会产生一定的影响。论文提出一种新型双定子永磁球形电动机,建立不同的永磁体参数的电机模型,对比分析不同参数的永磁体结构对电机电磁场的影响。利用三维有限元法分别对电机内外磁场进行建模分析,得到了气隙磁通密度径向分量分布数据。同时,针对永磁体的结构参数进行了静磁场磁通密度和磁场分布计算,建立了球坐标系下永磁体磁场有限元求解模型,进行对比分析。理论分析和实验结果表明了所设计结构的有效性,文中对转子永磁体的磁通密度进行了测试,与仿真计算结果一致。     

离心血泵用无刷直流电机优化设计与分析

针对影响离心血泵用电机噪声与振动的气隙磁场和齿槽转矩，对不同极槽配合和不同永磁体充磁方式的永磁无刷直流电机进行了对比分析。首先，在满足离心血泵性能要求的前提下，对电机进行了初步设计，确定了电机的主要技术参数和尺寸。接着，借助有限元分析软件，对比分析了不同极槽配合电机的气隙磁场，对比分析了不同永磁体充磁方式电机的气隙磁场和齿槽转矩。分析结果表明，4极12槽采用平行充磁永磁体充磁方式的电机电磁特性较好，齿槽转矩较小，性能较优。最后，确定了电机的具体参数，完成了电机的优化设计。这些研究为离心血泵用电机的低噪音设计提供了一定参考。     

永磁导轨悬浮和导向磁力研究

为了寻求永磁悬浮导轨磁力的简便算法,基于由磁荷法和虚位移法给出的永磁磁力数值积分公式,结合两块平行矩形截面永磁体及永磁导轨结构特点,推导出永磁悬浮导轨解析磁力模型;根据介质分界面为平面的电流镜像法,得到了永磁体在铁磁体中的镜像,分析了永磁导轨的悬浮磁力和导向磁力。模型分析表明：两块截面平行永磁体的磁力分别与永磁体剩磁的平方和永磁体的纵向长度成正比,磁力随永磁体的横截面增大而增大,随永磁体的间距增大而减小;永磁导轨悬浮磁力随永磁导轨倾斜度增大而减小,导向磁力随永磁导轨倾斜度增大而增大。该模型通过代数运算就可得到精度较高的磁力计算结果。经验证,模型计算值和实验值吻合。     

基于磁路分析的轴向混合磁轴承径向承载力解析计算

研究轴向混合磁轴承实现五自由度悬浮时,需要计算径向承载力与磁轴承结构参数以及永磁体参数之间的关系。为了解决轴向混合磁轴承缺乏径向承载力解析数学模型的问题,该文在分析轴向混合磁轴承磁路以及各部分磁导的基础上,结合稀土永磁体的工作特性,用虚位移法得出了轴向混合磁轴承的径向承载力解析数学模型。模型表明,在小径向位移时,该型的混合磁轴承径向承载力随着径向位移增加而增加,近似线性关系,径向承载力和刚度随轴向气隙增大而减小;磁轴承径向承载力随永磁体的有效长度增加呈现先增大后趋近饱和。利用有限元方法对径向承载力进行仿真计算,仿真结果与模型计算结果基本吻合。     

极化磁系统判别准则的研究与应用

极化磁系统具有体积小、重量轻、功耗低、灵敏度高、动作速度快等一系列优点，被广泛应用于军用与民用电磁继电器产品中。在实际设计中，由于用户要求多种多样，导致设计出的磁系统结构繁多，而目前尚无判别一个磁系统是否为极化磁系统的准则。该文从永磁结构及其动作特点的角度出发，将极化磁系统归结为4种典型结构；通过对极化磁系统典型结构、等效磁路及数学模型的综合研究，从磁压和磁通的角度分析总结出极化磁系统的判别准则。以该判别准则对一种含永磁磁系统进行分析，判断其是否为极化磁系统。研究结论对含永磁的电磁继电器设计具有一定的指导作用。     

永磁悬浮主动驱动质量系统的支撑特性及应用

本文提出了一种永磁悬浮主动驱动质量机构,设计了其结构,它具有无接触、无摩擦、体积小等优点。针对永磁悬浮主动驱动质量机构,分别设计了单向永磁铁和双向永磁铁悬浮系统,并建立了它们的解析模型。通过分析并计算单向和双向永磁铁悬浮系统的磁力,推导出悬浮系统对质量块的支撑系数。在理论分析的基础上,用ANSYS MAXWELL 3D对结构进行了仿真验证,确定了解析模型理论计算的正确性和进一步优化结构的方法。最后,制作了试验装置并开展了试验。试验结果表明,本文双向永磁铁悬浮系统所用20mm*12mm*6mm永磁铁,最大能对质量块提供大约360N悬浮力,验证了永磁悬浮主动驱动质量系统的可行性。     

新型永磁操动机构智能交流接触器的研究

设计了一种永磁操动机构智能交流接触器,提出了新型单线圈单稳态永磁操动机构,在U刑静铁心曲端各安装一块永磁铁,增强了电磁力,减轻了动铁心重量。采用ANSYS对操动机构磁场的分布特性及电磁力进行了分析和仿真测试。设计了具有欠压保护功能的智能控制单元。该项研究降低了接触器分、合闸电流,节能效果良好。     

新型交替极无轴承永磁电机的原理与实现

传统永磁型无轴承电机悬浮力和转矩控制存在耦合，该文对一种新型交替极转子结构的无轴承永磁电机的磁悬浮原理进行了深入分析和数学建模，指出该类型电机所具有的独特的悬浮控制和转矩控制解耦的特点，并构建了无轴承交替极永磁电机的实时控制系统。实验结果表明实现了该新型无轴承永磁电机的动、静态稳定悬浮，验证了悬浮与转矩控制解耦的特性。     

9MW海上用半直驱永磁风力发电机电磁特性分析

随着海上用风力发电装机容量的不断增加,大功率永磁风力发电机正成为各国的研发热点。本文针对海上用大功率半直驱永磁风力发电机,进行了电磁设计,并对设计参数进行了详细的分析,包括空载特性、齿槽转矩、负载特性、损耗特性等。同时,针对大功率风力发电机相间突发短故障状态进行了研究,对突发一相短路、两相短路、三相短路下的电压、电流以及永磁体磁场强度等特性进行了分析,保证在突发相间短路下,永磁风力发电机的可靠性。基于以上分析,加工了两台9MW的永磁风力发电机,通过样机的对拖实验对理论分析进行了验证,同时证明了该样机具有良好的电磁特性,为海上用大功率永磁风力发电机的设计与发展提供了有价值的参考。     

内置式永磁同步电机不同转子拓扑结构对电机性能的影响分析

为了研究不同转子拓扑结构对8极48槽内置式永磁同步电机(IPMSM)的电磁性能和噪声性能的影响,分别建立了单层无隔磁桥、单层有隔磁桥、双层无隔磁桥以及双层有隔磁桥转子拓扑结构的内置式永磁同步电机的有限元模型。除转子拓扑结构以外,四种电机的定子拓扑结构、永磁体使用量等其它条件完全相同。首先,对电机电磁性能和噪声性能进行相关的理论分析。其次,建立四种电机的有限元模型,对四种电机的凸极率、输出转矩、转矩脉动以及空载反电势谐波畸变率等电磁性能进行比较分析,并对四种电机进行模态分析。最后,比较了四种电机的振动响应和噪声特性。结果表明,双层有隔磁桥转子结构的内置式永磁同步电机电磁性能最好,并且其噪声削弱效果也最好。     

极化磁系统吸合力矩特性分析软件的开发与应用

在含永磁的电磁继电器产品设计中，长期以来人们一直采用经验设计和实验分析相结合的办法来确定继电器的各参擞，工作过程烦琐，产品设计周期较长。文章在极化磁系统四种典型简化磁路结构统一数学模型的基础上，介绍使用Visual Basic 6．O语言编制的极化磁系统吸合力矩特性分析软件。该软件可用于研究永磁参数(尺寸、极面面积、起始工作点及回复磁导率等)变化对极化磁系统吸合力矩特性(包括永磁力矩、极化力矩及电磁力矩)的影响，对含永磁的电磁继电器极化磁系统参数优化设计具有一定的指导作用。