磁力驱动离心泵的研究现状

磁力驱动离心泵由于其独有的无轴封、无泄漏等特点,常用于输送易燃、易爆、有毒有害的特殊介质,越来越广泛的应用于石油化工、航空航天和军工等领域。本文介绍了磁力驱动离心泵的国内外发展概况,对磁力驱动离心泵的内部流场、磁力联轴器、冷却回路、轴向力和径向力、运行状态监控的研究情况进行了总结,并指出了磁力驱动离心泵的发展趋势。     

大流量低扬程磁力驱动离心泵工程应用实践

磁力驱动离心泵是近年来应用十分广泛的一种无密封式泵,通过工程实践总结大流量低扬程磁力驱动离心泵使用经验,对于磁力驱动离心泵工程应用,特别对于国内磁力驱动离心泵的创新和发展提供借鉴。     

巡检机器人的双线圈磁力驱动方法

针对现有的高压直流磁力驱动巡检机器人在大坡度线路段出现驱动力不足、承载能力低的问题,在原有磁力驱动物理模型参数不变的前提下,提出了一种双线圈磁力驱动方法。通过分析高压直流导线周围的磁场特性,建立了双线圈磁力驱动物理模型。分析了载流线圈所受安培力的大小与载流线圈匝数关系、线圈匝数与其在物理驱动模型中的几何位置的关系。通过对两种模型提供的磁力驱动力的理论计算,证明了在模型其他参数相同的前提下,双线圈模型可大大提高磁力驱动力。最后运用仿真软件对双线圈磁力驱动模型进行仿真,仿真结果与理论计算结果一致,证明了双线圈磁力驱动模型原理的正确性。     

基于Ansys Maxwell的非接触式磁力驱动机构的仿真优化研究

磁力驱动机构是一种新型的非接触式传动机构,根据磁力驱动的工作原理,利用Solidworks和ANSYS Maxwell软件对两种非接触式磁力驱动机构进行三维建模和磁力特性仿真,得出的磁感应强度云图验证了仿真设置的准确性,绘出了输出磁转矩随时间变化的周期曲线,比较了两种机构输出磁转矩的性能差异,其中方案一的最大磁转矩为1...     

轴向磁力耦合驱动机构的设计方法研究进展

综述了轴向磁力耦合驱动机构设计理论与方法、动态性能、磁场分布计算等方面的研究和应用现状,以及现有方法存在的局限和问题。分析指出了轴向磁力耦合驱动机构设计方法研究的发展方向及其主要研究思路：研究建立轴向磁力耦合驱动机构的精确数字化设计与基于磁力耦合动态性能的优化设计理论和方法;研究建立适应优化设计需要的具有大气隙的永磁场精确快速数值计算方法;磁力耦合驱动机构矩角特性、涡流损耗、稳定性、动刚度与振动等动态性能的理论和实验研究等。     

磁力驱动闸阀扭矩的分析计算

目前实际应用中磁扭矩计算方法上的不足,是造成磁力驱动阀门成本过高和扭矩不够使阀门不能正常工作的主要原因。通过对磁力驱动闸阀的理论分析,总结出了磁扭矩计算公式,并进行了实例验证,为磁力驱动阀门的设计提供了理论依据。     

基于单片机的大间隙磁力驱动系统控制电路设计及仿真

基于非接触磁齿轮驱动研究,提出一种主动磁极静止式大间隙磁力驱动方式.针对这种新型的磁力驱动方式,设计了基于SCM(单片机)的斩波恒流功率放大磁场驱动系统控制电路,并进行了电路输出模拟仿真,实现了主动磁极静止式磁力驱动,有效地减小了感性线圈对电流的阻碍作用,实现了驱动电路的恒流输出,提高了系统高频响应能力,使驱动系统在大间隙、高转速情况下也具较强的驱动能力,同时具有良好的正反转和调速性能.     

双永磁轮直线驱动装置的磁力特性仿真分析

双永磁轮非接触永磁力直线驱动装置是一种依靠永磁力进行长距离直线传动的磁力驱动装置。双永磁驱动轮与铁质导轨齿条之间没有直接的表面接触,通过控制伺服电机带动永磁驱动轮转动,依靠永磁体对铁质导轨齿条凸齿产生的磁力实现装置的直线驱动。首先,根据双永磁轮磁力驱动装置的结构建立磁力数学模型;其次,利用有限元方法对驱动装置的水平驱动力和竖直干扰力进行仿真分析,将仿真结果与单永磁轮驱动装置的仿真结果进行对比分析。对比分析的结果说明,双永磁轮非接触永磁力直线驱动装置不仅消除了纵向竖直干扰力的干扰,增大了驱动装置的水平驱动力,同时消除了驱动装置在驱动过程中的反向间隙,使导轨在水平方向受力平衡,大大提高了驱动装置的驱动效率。     

磁力耦合动密封驱动结构参数优化设计与试验分析

为实现压力容器的零泄漏动密封传动,提出一种磁力耦合驱动结构的优化设计方法。以耗费永磁材料最少的情况下实现传递转矩最大、涡流损耗最小为优化目标,构建改进粒子群算法,对磁力耦合驱动结构进行参数优化设计。根据优化结果设计磁力耦合驱动结构,并通过三维有限元仿真及试验检测验证了所设计结构可满足实际应用的转矩要求,实现了压力容器的零泄漏动密封,可为同领域磁力驱动结构的设计提供指导。     

基于高速轴向磁力驱动机构磁场的有限元研究

磁力驱动技术实现了转矩无接触传递,解决了普通连接方式中的泄漏问题.文中采用ANSYS有限元法研究了三维轴向磁力驱动机构磁场的分布情况,主要从不同磁极对数对磁场分布的影响,得出了磁场的最优磁极对数的结论.     

高频电子电路用圆形截面环形磁芯的漏磁分析

环形磁芯在高频电子电路中大量使用,当线圈绕于磁芯部分表面,而磁芯磁导率不是很高时,磁芯中的漏磁不容忽视。该文基于麦克斯韦方程组得到的圆形截面环形磁芯中电场强度和磁场强度的解析计算公式,详细研究了漏磁随频率、磁导率、及绕组分布的变化,计算结果表明漏磁随着频率的增加而增加,随着磁导率的增加而减小,当磁导率很高或线圈均匀分布于磁芯表面时,漏磁很小,可以忽略。     

推力磁轴承的力学特性及其对径向磁轴承的影响

讨论了计入推力盘静态倾斜影响后的推力磁轴承的力学特性,导出了其静、动特性的系数公式,并结合某涡轮膨胀机的推力磁轴承进行了实例计算。结果表明,推力盘的静态倾斜对推力磁轴承的力学特性产生显著影响,并改变径向磁轴承的静负荷分配,使得推力磁轴承与径向磁轴承之间产生强烈的耦合作用。该结果可用于5自由度磁悬浮轴承－转子系统的机电耦合动力学研究。     

永磁偏置混合磁轴承刚度特性

针对永磁偏置混合磁轴承磁路特性，定性分析了磁轴承的静刚度，并在闭环控制系统结构变换的基础上，分析了控制器参数与磁轴承刚度的关系，给出了系统综合刚度的定义，通过实例从频域角度分析了控制系统参数与系统综合刚度的关系。     

微机电系统磁流体压力微传感器

由于磁流体具有磁性,如果在磁场作用下力的平衡发生变化,会因磁流体的流动而产生压力。将这种现象用到微系统中,可以获得1～1000mbar数量级的压力值。在试验装置中,用压阻式压力传感器得到了40mbar的压力。试验结果表明,磁流体和微系统的结合具有很大的潜能,为其应用于新的场合提供了研究基础。     

Coaxial twin-shaft magnetic fluid seals applied in vacuum wafer-handling robot

Compared with traditional mechanical seals,magnetic fluid seals have unique characters of high airtightness,minimal friction torque requirements,pollution-free and long life-span,widely used in vacuum robots.With the rapid development of Integrate Circuit(IC),there is a stringent requirement for sealing wafer-handling robots when working in a vacuum environment.The parameters of magnetic fluid seals structure is very important in the vacuum robot design.This paper gives a magnetic fluid seal device for the robot.Firstly,the seal differential pressure formulas of magnetic fluid seal are deduced according to the theory of ferrohydrodynamics,which indicate that the magnetic field gradient in the sealing gap determines the seal capacity of magnetic fluid seal.Secondly,the magnetic analysis model of twin-shaft magnetic fluid seals structure is established.By analyzing the magnetic field distribution of dual magnetic fluid seal,the optimal value ranges of important parameters,including parameters of the permanent magnetic ring,the magnetic pole tooth,the outer shaft,the outer shaft sleeve and the axial relative position of two permanent magnetic rings,which affect the seal differential pressure,are obtained.A wafer-handling robot equipped with coaxial twin-shaft magnetic fluid rotary seals and bellows seal is devised and an optimized twin-shaft magnetic fluid seals experimental platform is built.Test result shows that when the speed of the two rotational shafts ranges from 0-500 r/min,the maximum burst pressure is about 0.24 MPa.Magnetic fluid rotary seals can provide satisfactory performance in the application of wafer-handling robot.The proposed coaxial twin-shaft magnetic fluid rotary seal provides the instruction to design high-speed vacuum robot.     

Prewitt 霍尔磁梯度张量系统结构设计

为实现高速磁浮轨道长定子行波主漏磁场小空间、mT量级磁梯度张量的准确测量,将图像边缘检测领域的Prewitt梯度算子进行实例化,设计了一种由8只霍尔磁敏传感器构成的小体积、低成本的磁梯度张量测量结构。通过空间冗余的手段,克服了霍尔磁敏传感器零点偏移大,灵敏度一致性差的特点,也为传统磁梯度张量测量系统传感器的空间布局提供了一种新的思路。实验结果表明,相对传统十字形、正方形结构,Prewitt结构可将多传感器上述两种参数不一致导致的测量误差分别减小至原来的-10.4%和58.1%,有效降低了测量系统对传感器参数一致性的要求,避免了复杂高成本的三轴传感器标定与误差校正环节。     

聚磁结构在换热管漏磁检测三维有限元数值模拟中的应用

基于漏磁检测原理,针对铁磁性换热管的特点,利用有限元数值模拟方法,建立换热管漏磁检测三维有限元模型;针对提高漏磁场径向分量检测灵敏度,设计了2种聚磁结构(环形聚磁结构和锥形导向聚磁结构)。在此结构条件下,分析了漏磁场磁感应强度径向分量随缺陷深度的变化规律,得到漏磁场相关对比分析曲线。仿真结果表明,采用聚磁结构后,缺陷处测点的磁感应强度增强,其中锥形导向聚磁结构的聚磁效果更好。     

基于圆环磁体阵列的线型零磁场系统研究

磁性粒子成像是一种新型示踪剂成像技术,该技术利用磁性粒子在零磁场中的非线性磁化特性对被测物进行成像,其中零磁场的精细度决定其空间分辨率,而零磁场的精细度由空间磁场梯度决定。为了提高空间分辨率,设计了能产生大磁场梯度的静磁场结构,将其与驱动结构组合成线型零磁场系统。首先设计了基于圆环磁体阵列的静磁场结构,利用大梯度的静磁场构造精细线型零磁场;其次设计了基于亥姆霍兹线圈的驱动结构及其驱动方式,确定线型零磁场扫描范围与驱动电流之间的关系;最后计算线型零磁场系统的空间分辨率,研究磁场梯度、粒子粒径与空间分辨率之间的规律性。实验结果表明:基于圆环磁体阵列的静磁场结构产生的磁场梯度为4.804 T/m,当使用30 nm磁性粒子作为示踪剂时,系统的空间分辨率为0.540 mm,此时线型零磁场能在30 mm的范围内对被测物进行平移扫描。证明了基于圆环磁体阵列的线型零磁场系统用于提高磁性粒子成像分辨率的可行性。     

大承载轴向混合磁力轴承磁性能分析

针对大承载储能飞轮对混合磁力轴承的设计要求,及考虑到混合磁力轴承的对称性,利用ANSOFT软件中的2D模块对其进行建模,并分析了磁力轴承在平衡位置工作点的磁密线分布,磁密分布及漏磁。分析结果表明该磁轴承整个磁路为不饱和,设计合理,以及计算得出漏磁系数相对较大,这是由于磁悬浮轴承整体结构较大,磁路较长,气隙大等原因造成的,该分析为后续的设计提供了可靠的依据。     

可重构磁耦合水下推进器的磁场分析及性能评估

在保证微小型水下机器人运动灵活的同时,降低矢量推进器机械复杂性,改善其防水密封问题,设计了一款可重构磁耦 合的水下矢量推进器。 基于磁耦合非接触式动力传输,解决了驱动电机与螺旋桨之间的防水问题;与此同时,采用重构机构在 两自由度内改变螺旋桨位姿,实现了可重构矢量推进水下机器人的目的。 在建立磁耦合磁场模型的基础上,通过 ANSYS Maxwell 磁场仿真与搭建的磁转矩测量装置,验证了磁场建模的正确性并分析了重构机构对磁耦合动力传输磁转矩的影响。 在 此基础上,进一步搭建了螺旋桨水下测力装置,评估了转速与推力以及不同重构角下最大矢量推力的变化情况。 结果表明,推 进器能够在[-15°,15°]两自由度可重构角范围内稳定地输出矢量推力。