新型固定阀式磁流变阻尼器的磁路分析

为了掌握影响某新型固定阀式磁流变阻尼器输出阻尼力的因素,利用ANSYS软件,对不同结构参数磁流变阻尼器进行建模,并进行了静磁场分析,得到了磁感应强度云图及磁力线分布。分析结果显示,对于固定阀式磁流变阻尼器,线圈匝数、励磁电流强度、工作间隙、圆环盘内径、圆齿盘齿根半径、缸体磁流变液流道宽度都会影响阻尼器输出阻尼力。六个参数中,线圈匝数、励磁电流强度的影响较大,其余四个参数的影响较小。研究结果对固定阀式磁流变阻尼器初始设计提供一定参考。     

基于正交试验的磁流变阻尼器结构优化

采用有限元软件对磁流变阻尼器间隙磁场进行仿真计算,并设计正交试验对剪切阀式磁流变阻尼器的结构参数进行了优化研究.分析了阻尼间隙磁场强度的影响因素,并对主要因素进行了细化研究.计算结果表明,在考虑阻尼器边界漏磁的前提下,磁极宽度是影响阻尼间隙磁感应强度的主要因素,阻尼间隙磁感应强度随着磁极宽度的增大线性降低,随激励电流线性增大.因此在设计大阻尼力减振器时,宜将阻尼器活塞分为三阶段或更多阶段.     

多段轴向液流阻尼通道磁流变阻尼器优化设计

为改善磁流变阻尼器阻尼性能,设计了一种具有多段轴向液流阻尼通道的磁流变阻尼器.该磁流变阻尼器将励磁线圈对称设置在阻尼器两端端盖处,阻尼通道由四条被内套筒分割、呈内外层分布的轴向圆环流组成.阐述了所提出的磁流变阻尼器工作原理,推导了其力学模型.采用有限元软件建立阻尼器模型,仿真模拟各阻尼通道处磁感应强度分布规律.建立了一个包含多性能指标的目标函数,利用ANSYS一阶优化对磁流变阻尼器关键尺寸参数进行优化,并对比分析了优化前后相关阻尼性能.仿真结果表明,当加载电流为1.1 A时,优化后磁流变阻尼器的输出阻尼力由3.59 kN提高至4.75 kN,较优化前增加了32.3％.     

基于多目标遗传算法的支承磁轴承的磁流变液阻尼器优化设计

将磁轴承支承在磁流变液阻尼器上,可通过控制磁流变液流变来改善磁轴承系统对振动的抑制。为了得到更好的减振效果,提升磁流变液阻尼器的性能,有必要对磁流变液阻尼器的结构参数进行优化设计。在磁场有限元分析的基础上,以径向垂直通过磁流变液的最大磁通密度为优化目标,利用多目标遗传算法,对磁流变液阻尼器结构参数进行了优化设计并解决了磁流变液阻尼器和磁悬浮轴承磁场的耦合问题。优化后阻尼器两端磁流变液上的磁通密度得到了较大提高,阻尼力获得了更大的可调范围,这为磁流变液阻尼器设计提供了参考依据。     

阻尼间隙可调式磁流变阻尼器结构设计及动力性能分析

通过改变阻尼间隙长度来实现对输出阻尼力的改变是磁流变阻尼器调整输出阻尼力的常规手段。该手段不仅调节参数单一,且输出阻尼力可调范围相对受限。针对这一缺点,设计了一种阻尼间隙可调式磁流变阻尼器。该阻尼器内置阻尼间隙可调式磁流变阀,内置阀阻尼间隙可在0.6～1.6mm无级可调,通过对阻尼间隙尺寸的调整改变进出口压降,达到改变输出阻尼力的效果。通过对该磁流变阻尼器的电磁学仿真分析与力学模型计算,探究不同输入电流激励下以及不同阻尼间隙下阻尼器的动力性能。     

磁流变阻尼器间隙结构对阻尼力的影响

设计一种新型的磁流变阻尼器间隙结构,然后用ANSYS软件,对带有新型间隙结构阻尼器进行磁场有限元分析和流场有限元分析,求得不同电流作用下阻尼器在不同活塞速度下所能提供的阻尼力.通过与原阻尼器进行对比分析,可以发现:间隙结构对阻尼器的性能有显著影响;设计合理的间隙结构对磁流变阻尼器性能的提高具有重大意义.     

具有楔形间隙的圆筒式磁流变液离合器传动性能研究

针对传统的圆筒式磁流变液传动装置存在轴向长度过长且传递转矩较小的问题，提出一种具有楔形间隙的圆筒式磁流变液离合器。运用有限元法对装置进行磁场仿真，在相同输入电流下，分析不同截面下不同间隙厚度的磁场分布，得出磁流变液的剪切屈服应力。根据传动装置的结构特点和Bingham模型理论，基于计算流体动力学对楔形间隙内流场的速度、压力、黏度及剪切应力分布进行分析，得到传递转矩随结构和转速的变化。研究结果表明，磁流变液间隙差越大，该楔形间隙提供的转矩越大；同时，磁流变液在挤压强化后，剪切屈服应力显著增加；在磁感应强度为0.55 T，初始屈服应力为30 kPa的条件下，同转速60 rad/s下相较于传统圆筒式磁流变液离合器，传递转矩提升了约1.12倍。     

多环槽式磁流变阻尼器阻尼力建模及实验分析

介绍了自行设计的多环槽式磁流变阻尼器的结构和工作原理,提出了关于磁流变液的线性粘滞环阻尼力模型,并给出模型中参数的确定方法。通过液压激励试验台系统测试了磁流变阻尼器在不同电流、输入激励下的阻尼力-速度、阻尼力-位移特性。结果表明,在不同的输入电流及输入激励下,该模型都能较好地反映磁流变液的滞回特性,与阻尼器实验数据有较好的拟合精度。线性的力学模型方便计算与控制研究,为磁流变液阻尼器在半主动控制中的应用研究提供指导。     

磁流变液阻尼器与弹性连接的结构性能分析

由于磁流变液阻尼器对高频隔振效果不佳,现在磁流变液阻尼器多用于低频减振领域。为了提高磁流变液阻尼器对高频振动的隔振效率,提出了在磁流变液阻尼器的活塞杆底部加弹性连接的新结构,分析其隔振效率,并对其进行模态分析和力学性能分析。最后利用Simulink模型仿真验证了磁流变液阻尼器新结构对电机隔振的有效性。     

磁流变器件设计中的关键技术

详细总结了磁流变器件对磁流变液性能指标的要求,概括了磁流变器件的工作模式,研究了磁流变器件结构参数的设计要点.从磁芯材料选择、磁场方向确定和磁路设计步骤三方面总结了磁流变器件磁路设计的一般方法.最后以剪切阀式磁流变阻尼器的磁路设计为例,对磁路设计的过程进行了深入研究,可为磁流变器件的设计提供技术参考和经验借鉴.     

一种抑制盘式永磁电机转矩脉动的方法

针对盘式永磁电机气隙磁密和反电动势中含有谐波、存在转矩脉动的问题,提出了一种磁极形状优化方法以降低盘式永磁电机气隙磁密波形和反电动势波形的畸变率、抑制转矩脉动。 建立了盘式永磁电机的等效磁网络模型,基于此模型解析计算出电机的空载反电动势,并通过有限元法进行了仿真验证。在确定最小气隙长度前提下,对不同磁极整形方法（即不整形、圆弧削极、偏心圆弧削极）气隙磁密、反电势、转矩脉动这些电磁性能进行了比较,得出了最佳优化方案。结果表明,优化设计后,气隙磁密波形和反电动势波形的畸变率明显减小,转矩脉动得到抑制。     

极数对永磁无刷直流电动机性能影响的研究

从永磁无刷直流电动机的基本工作原理出发,设计了电机模型的主要参数.在电机极数为4极,充磁方式分别为径向和平行时,研究了它们各自气隙磁密的谐波、反电动势和瞬态电磁力矩.在永磁无刷直流电动机数学模型的基础上,计算了4极和8极电机的各个物理量,得到了它们各自的相电流波形、电磁力矩波形,并对其进行了对比分析研究.     

梯形永磁体盘式无铁心电机的设计与研究

针对永磁盘式无铁心同步电机的轴向磁场结构,在现有Halbach永磁阵列的基础上,提出一种梯形结构永磁体阵列。详细阐述该电机的结构与优点,利用有限元方法研究了不同梯形结构永磁体阵列对气隙磁密的影响,根据气隙磁场中的谐波含量及空载反电势畸变率选取最优转子结构。该结构在保证与传统结构永磁体材料用量相当的前提下,有效提高气隙磁密的基波,降低谐波含量。由于轴向磁场结构的特殊性,给出该电机的设计规则,如磁极尺寸和导体占空比的确定。计算了电机在负载工况下不同定子电流对交直轴电感的影响,为该类电机的设计提供了一定的参考价值。     

用响应曲面法研究高梯度磁场下燃煤PM10的捕集效率

建立高梯度磁场捕集燃煤PM10实验台,采用电气低压冲击器测量颗粒浓度的变化,利用响应曲面法对PM10捕集效率进行实验研究,得到捕集效率的预测模型。计算结果表明通过该预测模型可以很好地描述捕集效率与颗粒浓度、磁场强度、气体流速和磁介质填充率等重要操作参数之间的关系。因素分析表明磁场强度对捕集效率的影响最大,同时颗粒浓度与磁场强度、磁场强度与气体流速以及磁场强度与磁介质填充率的交互作用均对捕集效率有重要的影响。     

结构和材料参数对电磁炉锅具底部磁通密度的影响

电磁炉作为一种新型炊具,具有能效高、加热快、环境友好的优点。利用ANSYS有限元分析软件,通过研究电磁炉中软磁铁氧体磁条数量、相对磁导率、厚度以及磁条与锅具间距等因素对锅具中磁通密度分布的影响,提出高能效电磁炉在磁路设计方面应具备的条件。模拟计算结果表明,增加磁条数目、提高磁条材料磁导率时以及增加磁条厚度均可使锅具中磁通密度增加。此外,锅具与磁条间距离增大会导致锅具中磁通密度降低。     

线圈式纵向磁场真空灭弧室磁场特性

分析了1/2、1/3和1/4匝纵向磁场真空灭弧室触头设计参数对纵向磁感应强度分布、触头片上涡流分布、纵向磁场滞后时间以及导体电阻值的影响。研究表明:增加触头直径、线圈高度或触头开距会减弱纵向磁感应强度,线圈厚度及触头材料采用CuCr50或CuCr25对其影响不大;减小触头直径、增加开距可使纵向磁场滞后时间减小。触头片上开槽数以及触头材料会对滞后时间产生影响;增加触头直径、线圈高度、线圈厚度、都可以减小导体电阻,而触头片上开槽数以及触头材料也会对导体电阻产生影响。由于设计参数的变化对纵向磁感应强度分布、触头片上涡流分布、纵向磁场滞后时间以及导体电阻值会产生不同的影响,因此设计者应综合考虑各种参数的影响,得到综合性能优的结果。     

多极永磁无刷直流电动机瓦形磁钢气隙磁通密度的解析计算

利用永磁体的等效面电流法,求得多极平行充磁内外圆弧不同圆心不同半径瓦形永磁体在电机定子内表面产生的径向磁通密度的解析计算公式。通过对一台多相无刷直流电动机的解析计算结果与反电动势的实测值比较,验证了电磁场解析计算公式的有效性和正确性。推导给出的内外圆弧不同半径、不同圆心平行充磁瓦形磁钢产生气隙磁场的解析计算公式,解决了平行充磁瓦形磁钢难以获取平顶反电势波形的问题,提高了解析法计算永磁电机气隙磁场和参数的精度,为多极式无刷直流电动机优化设计及性能分析奠定了理论基础。     

液质悬浮式三自由度电机电磁特性的计算分析

针对传统电机机械轴承所带来的摩擦损耗问题,提出一种新型液质悬浮式的三自由度电机,该电机引入液质流体可实现悬浮运动。详细阐述了该新型电机的工作原理及电磁特性,采用三维有限元软件对电机进行建模仿真,给出在平行充磁条件下单个磁极的磁通密度的三维曲面分布图,并从解析角度建立了电机磁密的数学方程,进而结合电机结构及磁通管原理,建立了球坐标系下的三维磁网络模型,获取了气隙磁场的磁密值与转矩值,得到了转矩在不同位置角下的变化情况,分析得到电机的输出性能。最后对样机进行测试并将实验结果与上述两类方法进行对比,验证了等效磁网络法建模的合理性。     

基于Taguchi-PSO的永磁同步发电机空载气隙磁密波形优化

以某款增程器用48 V永磁同步发电机(PMSG)的空载气隙磁密波形畸变率为优化目标,永磁体极弧系数、气隙长度、磁钢厚度、磁极偏心距为变量,磁钢质量和电机效率为评价参考指标,利用RMxprt参数化扫描功能和Taguchi方法建立正交试验矩阵,ANSYS Maxwell二维有限元仿真分析得到数据样本。通过傅里叶模型拟合样本数据,构造适应度函数。最后,采用粒子群算法(PSO)进行寻优,得到了一组最优的磁钢参数并进行有限元验证。结果表明,采用Taguchi-PSO方法,使空载气隙磁密波形得到了较大改善,并减少了磁钢用量。