大容量高速电机转子截面突变处刚度特性及等效模型

转子梁单元模型因计算效率高等优点在大容量高速电机转子动力学优化设计中被广泛应用,其对转子截面突变处的力学连续性假设使得弯曲刚度被过高估计,工程上采用了过渡轴段的等效模型但仍存在较大误差,对此,基于欧拉梁和铁木辛柯梁理论对阶梯转子的刚度特性进行分析,并通过与实体单元结果对比,细化过渡轴段模型参数,实现基于修正梁模型的转子弯曲刚度的精确计算。计算结果证明所建模型兼顾了转子实体单元有限元模型的高计算精度和梁单元模型的高计算效率的优点。     

大容量高速永磁电机热流场仿真及参数敏感性分析

建立电机三维热流场模型,基于流固耦合法,计算大容量高速永磁电机温度场。通过样机温升试验,验证了仿真模型正确性。在此基础上选取导热系数这一影响温度场重要因素作为研究对象,通过控制其在合理范围变化,分析电机温度场对各部件导热系数的敏感性程度。结果为以后高速永磁电机温度场仿真中导热系数的确定提供了参考。     

船用高速发电机基波磁场下机座电磁振动

以船用高速同步发电机为对象进行电磁振动特性分析。用有限元法计算空载下电机基波气隙磁场引起的径向电磁力波在机座机脚处垂向振动加速度。通过对不同机座安装方式、材料刚度及结构阻尼的振动仿真对比,分析影响振动加速度主因及有限元模型简化处理对计算结果影响。用三维谐波场及瞬态场有限元法计算机脚振动加速度,用电动机运行法测试发电机空载下机座机脚振动加速度。结果表明,仿真与试验结果基本一致,机座及机脚振动受机座安装方式影响较大,定子振幅受材料弹性模量响应较大,在弹性安装/自由状态下机座形变分布主要受结构阻尼影响。该结果可为船用高速电机减振降噪设计、研究提供依据及参考。     

运动可逆式引信安全系统定位精度分析

运动可逆式引信安全系统往返运动的定位精度问题较非运动可逆引信安全系统具有更重要的研究意义.通过构建运动可逆式引信安全系统定位精度模型,并分析精度影响因素,提出合理的精度设计.仿真结果表明该设计满足安全系统可逆运动的精度要求,并具有可操作性.     

基于统计能量法的电机结构中高频振动仿真和预报研究

本文以某简化的电机结构为对象,开展了基于统计能量法的仿真和实验研究。利用软件VA One建立了有限元和统计能量法混合分析模型,并将预报结果和有限元软件开展的独立随机激励仿真结果、实验结果进行对比分析。本研究验证了基于统计能量法的仿真分析手段在电机结构中高频振动建模和预报方面的可行性和精确性,拓展了统计能量法在电机结构振动研究方面的应用。     

引信电磁保险机构小型化影响因素分析

针对引信电磁保险机构体积较大,在引信应用中受到限制的问题,通过对电磁保险机构尺寸影响因素分析,得出电磁保险机构尺寸对工作性能的影响规律:减小径向尺寸有利于提高电磁力,并且减小轴向尺寸受到线圈电流额定值限制.仿真研究表明:当径向尺寸减小47%时,电磁保险机构响应时间缩短43%;当轴向尺寸减小30%时,响应时间增加4%.     

大型分体式磁轴承电动机系统定子模态分析

准确分析定子固有模态对低振动噪声电机系统优化设计和控制有十分重要的意义。针对大型分体式磁轴承电动机系统,采用有限元仿真方法分析轴向磁轴承定子绕组、径向磁轴承定子叠片结构、机座螺栓连接以及底座附加质量对大型分体式磁轴承电动机系统定子模态的影响。结果表明:轴向轴承定子绕组对定子固有频率影响较大,宜采用质量计入铁心的方式处理;径向轴承定子叠片结构对定子固有频率的影响较小,可按各向同性处理;机座螺栓连接刚度对机座固有频率有一定影响,但当连接刚度远大于机座刚度时,影响较小;底座附加质量对整机模态频率有一定的影响,但对不同振型的固有频率的影响效果相差较大。计算了整机的模态频率,并与振动试验结果进行了对比验证。     

磁轴承用全桥功率放大器死区效应分析与补偿算法设计

全桥功率放大器在主动磁悬浮轴承–转子系统中已得到了较广泛应用,但该类功率放大器存在固有的死区效应,直接影响了系统动态性能。对于一些高速、高精度要求且稳定裕度较低的主动磁悬浮轴承–转子系统,如何准确分析死区效应影响并通过控制系统进行补偿,对于提高系统稳定性,改善动态特性具有重要意义。该文采用描述函数法建立磁轴承用三电平电流型全桥功率放大器的死区效应模型,获得死区效应对系统闭环频率特性的影响规律,并给出定量计算方法;考虑输出电流对等效死区时间的影响,依据试验数据设计连续补偿函数,提出一种结构简单、易于数字实现、鲁棒性好的死区补偿算法;以某型磁悬浮飞轮储能装置使用的全桥功率放大器为对象进行试验验证,证明分析方法和结论的正确性,以及所设计死区补偿算法的有效性。     

多环过盈结构中过盈量的影响规律分析

多环过盈结构能够改善复合材料飞轮内部的径向应力水平,解决复合材料径向抗拉强度不足的问题。多环过盈结构中各环之间的过盈量大小对结构径、环向应力的影响复杂,需要对其进行合理设计。对不同环数以及过盈量分配下的高速旋转飞轮转子轮毂、复合材料层的应力分布进行有限元计算,分析了过盈量对多环过盈结构应力水平的影响规律。结果表明:在各环之间施加的过盈量对相邻各环的应力水平影响明显,但对与其不相邻环的影响较小;分环数越多,各环之间为保证不脱开所需的最小过盈量越小,但轮毂与复合材料护套之间的压应力会显著增加,有可能超过复合材料的抗压极限;为了改善复合材料层内部的应力水平,改变与应力不理想处相邻环的过盈量效果最直接也最明显。     

基于步进电动机的引信安全系统控制电路

针对目前引信安全系统的隔爆装置解除隔爆过程都是做单向不可恢复运动的不足,提出一种基于步进电动机的运动可逆式引信安全系统的控制电路,采用PMM8713PT和KA3100D构成步进电动机的驱动电路。实验结果表明：该控制电路能实现安全系统在解除保险和隔爆后利用指令信息完成恢复保险及隔爆的功能。可对机构工作过程可靠性进行反复无损检验。经进一步研究可应用于基于网络的地雷、水雷等静止弹药和鱼雷、导弹等高价值弹药中。