双层实心异步磁力联轴器隔离套涡流场分析

隔离套涡流损耗是影响双层实心异步磁力联轴器性能的重要因素.为将其更好地应用于实际生产中,通过理论分析,推导出更准确的隔离套涡流损耗计算公式,并据此计算出不同转差率下的理论涡流损耗值;然后采用ANSYS对双层实心异步磁力联轴器涡流场进行了有限元分析,得出不同转差率下的涡流损耗模拟值;最后,通过实验得到实际涡流损耗值,并将...     

电磁感应式磁力联轴器中隔离套的涡流分析与计算

磁力联轴器中内外转子间的隔离套是磁力泵实现无泄漏的主要零件，由于磁力联轴器工作时，隔离套便处在变化的磁场中，则其内部将产生涡流，导致涡流损耗和传递效率降低。本文推导了隔离套中涡流损耗公式，分析了对磁场和涡流损耗的影响因素，提出了减小隔离套涡流损耗及时磁场影响的措施。     

径向磁力轴承涡流损耗分析与计算

利用ANSYS对8极径向磁力轴承作了二维谐波分析,得到了在不同频率和不同电流下的磁场和涡流分布,计算了定子和转子中的涡流损耗.根据仿真结果,分析了涡流损耗畸变的原因并指出了涡流计算公式的适用范围.     

圆筒形磁力联轴器传动效率探讨

列出圆筒形磁力联轴器隔离套的电涡流损失功率和传动效率的估算公式并和实例进行比较，根据计算式提出提高传动效率的一些看法。     

核反应堆冷却泵屏蔽式感应电机屏蔽套涡流损耗分析与计算

屏蔽套涡流损耗的传统解析计算方法由于假设过多而存在较大的误差,文章通过对核反应堆冷却泵内屏蔽式感应电机结构的分析,从电磁场涡流理论出发,结合有限元法推导出屏蔽套涡流损耗表达式,建立了二维涡流场数学模型,对屏蔽套涡流损耗进行了分析与计算。为准确得到屏蔽套涡流损耗结果,仿真结果经傅里叶时域变换后再进行计算,通过与传统解析计算方法及实验数据比较,验证了有限元方法在屏蔽套涡流损耗计算中的准确性。结果表明,屏蔽套电磁涡流损耗占核反应堆冷却泵屏蔽式感应电机总损耗的43.46%,为核反应堆冷却泵屏蔽式感应电机的设计和性能分析提供了有利的技术支撑。     

盘式磁力驱动器隔离套的涡流损耗分析

磁力驱动器是基于磁力驱动技术实现力或转矩无接触传递的一种新型传动装置,其磁场强度计算和涡流损耗是影响磁力驱动器设计的两个主要因素。本文首先根据等效电流模型理论,分析了盘式磁力驱动器的气隙磁场分印,然后在气隙磁场分析的基础上．建立了盘式磁力驱动器隔离套涡流损耗的数学模型,并利用有限元方法对建立的模型进行了验汪。最后根据建立的模型,分析了磁路尺寸、驱动器转速和隔离套尺寸等对磁力驱动器涡流损耗的影响。取得的结果对减小圆盘式磁力驱动器涡流损耗具有指导作用。     

400Hz高速磁力泵永磁联轴器磁场特性分析

鉴于包含运动边界磁场难处理的问题,为精确获得内外磁转子同步旋转隔离套静止其中时的磁场特性,应用Maxwell软件基于时步有限元法对400Hz高速磁力泵永磁联轴器进行了二维有限元瞬态计算。分析了稳态转速下的磁场分布特性,得到了不同转速及磁转角下的磁力线和涡流密度分布,给出了转矩和涡流损耗随转速、磁转角变化的关系。结果表明,内外轴式永磁联轴器输出转矩基本恒定,当转速为7800r/min,磁转角为7.5°时的波动幅值仅为平均值的0.81%;转矩不随转速变化,而随磁转角基本呈正弦变化。涡流损耗随转速增大而增大,随磁转角增大而减小;磁转角7.5°时,n=7800r/min涡流损耗为n=750r/min涡流损耗的108倍。由于隔离套涡流损耗产生的附加磁场的作用,内外磁转子气隙不同半径处的磁感应强度有所差别;相同磁转角下,R=38.1mm处周向磁密幅值均大于R=36.55mm处,且其周向磁密向磁转子转动方向偏移,而R=37.4mm处的周向磁密向磁转子转动的反向偏移。     

磁力传动隔离套涡流损失功率计算

针对磁力传动系统工作时隔离套内因电磁作用而形成涡流,不但增加能耗而且产生热量影响永磁材料性能这一问题,从磁力传动工作原理入手,剖析了磁力传动涡流产生的原因,并对涡流损失功率进行计算。     

鼠笼异步磁力联轴器隔离套的损耗计算及温度场分析

为得到鼠笼异步磁力联轴器隔离套工作时的损耗,利用等效面电流法对其空间磁场动态分布进行了分析研究,并通过麦克斯韦时变方程对鼠笼异步磁力联轴器中隔离套的损耗进行了理论推导。在理论分析的基础上,使用ANSYS有限元分析软件对联轴器进行了温度场分析,得到了联轴器整体温度场分布情况、各部件的温度分布情况以及径向方向上的温度分布曲线。结果表明,隔离套最高温度为116.710℃,最低温度是114.690℃,温度变化很小,内侧的温度较高,外侧的温度较低。永磁体靠近外气隙的内侧温度最高为66.604℃,而外侧温度则最低为62.199℃,远未到达危险温度,故可保证永磁体的正常工作。分析结果对大功率的磁力联轴器的温度研究具有一定的指导意义。     

永磁涡流联轴器涡流密度研究

永磁涡流联轴器的涡流损耗对联轴器的性能有很大的影响,因此对永磁涡流联轴器的涡流密度进行研究具有重要意义。首先对永磁涡流联轴器的工作原理进行简单的介绍,然后确定有限元分析的结构参数并进行分析,再利用Ansoft进行有限元分析,研究不同气隙厚度、轭铁厚度、永磁体厚度、铜环厚度和占空比对涡流密度的影响。研究结果表明磁铁厚度、占空比和气隙厚度对涡流密度产生重要影响,而轭铁的厚度和铜环厚度对涡流损耗影响较小,这为永磁涡流联轴器的研制提供了重要参考依据。     

Calculation analysis of thermal loss and temperature field of in-wheel motor in micro-electric vehicle

To improve the efficiency and life of in-wheel motor in micro-electric vehicle, thermal loss and temperature field are calculated and analyzed. The mathematical model of thermal loss and temperature field was established, the equivalent model of stator winding was adequately handled, convection heat transfer coefficients was calculated, and the heat distribution of in-wheel motor was analyzed. Winding copper loss, stator and rotor core loss and eddy current loss of permanent magnet were calculated, which were coupled to the temperature field as the heat sources. This paper effectively simplified and dealt with the inner complex radiating coefficient. Three-dimensional finite element model of temperature field was established, and static and transient state temperatures were simulated and analyzed. Overall temperature of the stator region is higher than that of the rotor region. Temperature of stator iron core is basically accord with the temperature of equivalent insulating film, but both are less than the temperature of equivalent winding. The conformity of the measurement results with the final simulation results shows that three-dimensional finite element method is accurate and feasible to analyze thermal loss and temperature distribution of in-wheel motor, which can afford a theoretical basis to optimize the in-wheel motor.     

筒式永磁调速器的磁场分析与特性研究

永磁调速器通过调节永磁转子和导体转子的相对位置来实现离心式负载速度的调节和电机的节能,是一种新的调速设备。为了深入研究筒式结构永磁调速器的磁场及机械特性,基于三维运动涡流场,建立了筒式永磁调速器的有限元模型,并对其磁场进行了瞬态分析,得出了筒式永磁调速器的磁场和涡流分布情况,以及输出功率和转矩随转差率和啮合面积的变化曲线。分析结果与试验结果的对比验证了有限元分析方法的正确性。     

基于Galerkin法的车用永磁式缓速器热-磁耦合场分析

车用永磁式缓速器磁场、温度场分析是缓速器性能研究的重要内容。论文研究了永磁式缓速器中的磁场和温度场存在的弱耦合现象。温度的升高会造成转子鼓磁性材料的电导率σ升高,磁导率μ下降。磁场变化引起转子盘中的涡流损耗的变化。涡流损耗作为温度场控制方程的内热源,又影响温度场的变化。论文建立了缓速器转子盘热-磁耦合模型,并运用多层修正迭代Galerkin法和变时间步长法对模型解耦。结果表明:对模型的有限元仿真与试验结果吻合较好。在高温区,耦合值、未耦合值存在较大差异。耦合因素对磁场、温度场的影响不能忽略。     

高速磁悬浮电机的发热与冷却研究

针对高速磁悬浮电机发热严重的问题,采用有限元方法建立了电机定子发热模型,并且分析了材料对电机铁心损耗的影响。考虑转子表面的摩擦,计算出电机转子风摩擦损耗。针对谐波电流引起的转子涡流损耗在高速磁悬浮电机中会引起转子很高的温升的问题,研究了一种计算高速磁悬浮电机转子涡流损耗的解析计算方法。针对转子涡流损耗的问题,采用了一种加感抗器减小谐波涡流损耗从而降低温度的有效方法。实验结果表明,加感抗器能有效减小谐波电流、降低电机温度。     

发电机转子负序涡流场分析与计算

汽轮发电机的不平衡负载将使转子感应出两倍工频(100 Hz)的涡流,引起转子铁芯及其阻尼电路的发热,从而限制了发电机的负序能力。利用复数表面阻抗的概念给出了转子负序涡流场的分析方法。在此基础上,以转子极面加阻尼系统的300 MW汽轮发电机为例,计算了发电机稳态负序运行时转子上的涡流分布和损耗分布。根据计算结果,讨论了转子极面加阻尼系统对提高发电机负序能力所起的作用。     

飞轮储能系统中高速电机转子的分析设计

为解决表贴式永磁电机在高速场合下运行的问题,针对高速发电/电动机的转子设计,对转子强度与转子涡流损耗两个问题进行了研究,对一台应用于飞轮储能系统中80 kW表贴式高速永磁无刷直流电机,使用解析法研究了过盈量、保护套筒厚度与转子机械性能之间的关系,开展了定子槽口宽度、气隙长度、护套厚度等参数对转子涡流损耗的影响,得出了减小定子槽口宽度、增加气隙长度、减小护套厚度可以降低涡流损耗的结论。在保证强度的前提下,进行正交分析,得出了一套可以降低转子损耗,提高材料利用率的优化的定转子方案。使用有限元法对方案进行了验证。研究结果表明,该转子设计合理可靠,可以满足设计要求。     

混合式永磁同步电机弱磁性能的研究

针对传统永磁同步电机弱磁性能不佳的问题,提出了应用混合式结构来改善永磁同步电机弱磁性能。研究了传统永磁同步电机的结构,得出了传统永磁同步电机弱磁困难的原因是电枢磁势和转子励磁磁势的不对等。分析了混合式永磁同步电机的结构,得出了其转子永磁体用量少,励磁磁势较小;气隙很小同步电感大,短路电流与额定电流的比值小。介绍了应用短路电流与额定电流的比值来判断永磁同步电机弱磁性能的方法,分析得出了混合式结构弱磁性能要好于传统永磁同步电机。采用了基于直轴电流负向控制的附加闭环方法进行弱磁控制,对传统永磁同步电机和混合式永磁同步电机的弱磁性能进行了对比实验,混合式结构的弱磁扩速倍数为传统式结构的2.63倍。研究结果表明,混合式结构可以有效提升永磁同步电机弱磁性能。     

Three-dimensional electromagnetic analysis and design of permanent magnet retarder

An eddy current retarder for vehicles generates much heat when it works continuously, which leads to serious decline in braking torque. This paper proposes a novel permanent magnet retarder (PMR) for vehicles, whose cooling system connects with engine cooling-water. A three-dimensional finite element model is developed to model the electromagnetic behavior of a permanent magnet retarder under a constant speed. The magnetic field and eddy current field in PMR are numerically solved by a finite element method. By accounting for the nonlinear permeability of the rotor and the weakened effect in the magnetic field that is generated by the eddy current magnetic field, the calculation accuracy of air-gap magnetic field is enhanced. Experiment shows that the temperature of the retarder is less than 150°C, and the braking torque keeps the hard characteristics curve. The calculated air-gap magnetic flux density is fairly good agreement with the measured one.     

地下电缆排管涡流损耗及经济性分析

为解决传输线电流在传统钢筋混凝土地下电缆排管中产生涡流损耗而造成电能浪费的问题,将有限元数值分析技术应用于地下复杂环境涡流-温度场的分析和计算。提出了地下电缆排管涡流-温度耦合场的三维有限元模型,兼顾求解速度和计算精度需求的剖分方法以及多物理耦合场的迭代求解方法。通过对典型钢筋混凝土结构地下电缆排管的涡流场和温度场的数值分析,得到了典型钢筋混凝土结构地下电缆排管中金属构件的涡流分布,整个场域的温度场分布和谐态工况下的电缆线芯的温度;并据此提出了玻璃纤维代替传统钢筋的解决方案,对比分析了两种结构电缆排管的技术特点和经济性能。数值分析结果表明,使用玻璃纤维筋电缆排管的替代方案在能够降低涡流损耗的同时具有更好的经济效益。     

转筒式电涡流缓速器的转筒三维瞬态温度场分析

介绍了转筒式车用电涡流缓速器的结构原理,运用虚拟边界法将内热源进行了简化处理,建立了转筒式电涡流缓速器的转筒三维模型.基于三维有限元模型,提出了电涡流缓速器制动过程中转筒温度场的计算方法.计算与试验结果对比表明,采用三维有限元模型计算能比较精确地反映转筒温度场的分布,且能够有效反映转筒温度的瞬态变化,验证了建立的三维有限元模型及其瞬态温度场计算方法的正确性.