基于软磁复合材料的超高速永磁同步电机电磁设计分析

软磁复合(SMC)材料因其材料特性及微观结构特点,具有涡流损耗系数低、各向同性等优点,适用于超高速永磁同步电机(PMSM)设计,可以有效降低电机铁耗。以1台额定转速4000 r/min、额定频率533.33 Hz的PMSM为例,从电磁特性、铁耗分析计算等角度对SMC材料及硅钢片进行对比分析及有限元仿真计算,通过样机试验验证SMC材料分析结果的有效性。利用该分析方法,以1台采用SMC材料的120000 r/min的超高速PMSM为例,对比分析不同极槽配合对电磁性能的影响,对SMC材料应用于超高速PMSM提供一定的指导。     

300Mvar空冷隐极调相机转子疲劳强度分析

300Mvar空冷隐极调相机转子跨距长、重量大,在自身重力作用下转子挠度和弯曲应力已经达到疲劳设计极限,因此设计出安全可靠的转子结构具有很大难度。本文建立了300Mvar空冷隐极调相机转子疲劳损耗的三维有限元分析模型,分别对机组额定稳态运行工况及起停机过程的瞬态工况进行仿真计算,分析两种工况下转子的动态应力,并进一步对起停机工况的动态应力进行雨流法分析。最后,根据德国机械工程师委员会的FKM疲劳计算导则,对调相机转子进行寿命评估,保证了300Mvar空冷隐极调相机转子的安全可靠性。     

某航空电机主轴轴承的多轴振动应力响应分析

基于随机振动载荷作用的轴承疲劳寿命分析较复杂,其关键是要得到准确的应力分布。因此,对某航空电机的主轴轴承进行应力响应分析。首先,基于某航空电机主轴轴承的特点,在轴向、航行和垂向的功率谱密度下,建立了多轴随机振动作用下的Von Mises应力分布模型。其次,采用Ansys Workbench对其进行有预应力的模态分析和随机振动应力响应分析。最后通过对比理论计算与仿真获得的应力均值和应力标准差值结果,验证了功率谱密度作用下的应力响应分析方法的可行性,为疲劳寿命分析提供依据。     

基于名义应力法的微型连接器疲劳寿命预测研究

本文以常用板一板微型连接器为研究对象,运用ANSYS软件分析微型连接器在使用时的应力应变情况,寻找微型连接器弹簧片结构的危险部位;依据疲劳寿命预测理论,采用名义应力法,结合微型连接器弹簧片材料的S—N曲线对危险部位进行疲劳寿命预测。结果表明,微型连接器弹簧片结构的危险部位为末端弯角部,其危险点的最大应力值为993MPa;微型连接器在使用过程中的疲劳寿命为1．6×10^6次。     

电磁继电器贮存寿命预测理论与试验方案的研究

在阐述电磁继电器贮存寿命预测理论的基础上,选择了采用恒定应力加速寿命试验方法对电磁继电器进行试验及寿命预测.在分析了贮存条件下电磁继电器的失效机理的基础上,设计了贮存加速寿命试验方案及实施方法,其中包括加速应力类型的选择,应力水平及试验样品数量,试验测试参数等.     

汽轮机中压联合汽阀螺栓疲劳-蠕变交互作用剩余寿命评估

针对汽轮机高温紧固螺栓的蠕变、疲劳及蠕变 -疲劳交互作用三种失效模式,以某典型中压联合汽阀螺栓为例对影响螺栓蠕变寿命、疲劳寿命以及蠕变与疲劳交互作用时的寿命的因素进行了计算、分析。分析表明：中压联合汽阀螺栓的预紧应力对螺栓的蠕变损伤量有较大的影响,预紧应力增加则所产生的蠕变损伤量增加;调峰运行方式下,疲劳寿命随着螺栓热应力的增加而降低增加。螺栓的螺纹固定端第 1圈螺纹应力集中对蠕变寿命和疲劳寿命有较大影响。中压联合汽阀螺栓剩余寿命可安全运行 6个检修周期,不能满足机组设计寿命的要求,需要采取降低参数运行、缩短检验周期或者在 6个检修周期后更换中压联合汽阀螺栓的措施。     

电机整机结构振动模态试验与参数识别研究

为提高电机运行的稳定性,降低振动噪声对其使用性能和寿命的影响,利用随机子空间模态识别方法对某型号电动机整机进行了模态分析。详细阐述了随机子空间模态识别法的数学原理,采用锤击法完成电机整机的模态测试,进一步识别出电机的四阶模态参数,固有频率、阻尼比及振型,根据分析结果找出电机的风扇罩和定子外壳中间位置为结构的薄弱环节,进而提出了相应的改进设计方法与减振措施。分析结果表明随机子空间法可用于电机整机结构的模态参数识别,分析结果为电机的结构动力修改与优化设计提供了参考数据     

电动汽车电机驱动系统寿命模型

针对电动汽车电机驱动系统在运行过程中承受剧烈的热应力容易导致系统出现故障的问题,从热应力疲劳失效的观点出发,分析了系统寿命影响因素及其薄弱环节的失效机理,提出了一种以电动汽车电机驱动系统运行工况和电机输出扭矩为输入建立系统寿命模型的方法。建立了100/160 kW纯电动大客车电机驱动系统寿命模型,并以北京121电动公交车的实际运行工况为模型输入预计了系统寿命。     

130t／h锅炉汽包凹槽浅插式接管结构的疲劳寿命估算（二）

在第一部分应力分析的基础上,计算了实验工况下１３０ｔ／ｈ锅炉汽包危险部位的交变应力幅值,按Ｐａｌｍｇｒｅｎ－Ｍｉｎｅｒ线性累积损伤理论确定其周疲劳寿命。通过分析计算提出了一种以疲劳强度减弱系数Ｋｆ来计算应力幅度的汽包疲劳寿命简化估算方法。     

高速异步电动机转轴的疲劳特性分析

基于Ansys多物理场仿真软件平台,对高速异步电动机的转轴进行疲劳特性分析,校核高速异步电动机转轴的疲劳强度和高速运行的可靠性,预测电机转轴的寿命;分析电磁力对转轴疲劳寿命的影响,判断疲劳特性的类型。对比分析作用于电机结构的电磁力波频率、幅值和电机转轴各阶模态的固有频率,校核电机转轴的强度。在转轴不会因电磁振动发生断裂的前提下,将电磁力等效为静应力分析转轴的疲劳特性,校核电机轴在电机寿命周期内是否会发生短周疲劳损坏;并采用凹圆角设计进一步提高转轴的结构可靠性,提高电机的转轴寿命。     

高性能内置式铁氧体永磁电动机特性研究

本文阐述了一种高性能的内置式铁氧体永磁(IPM)电动机,其转子磁极结构由4块形状、尺寸相同的铁氧体磁体组成,通过对磁体尺寸及配置结构的优化设计,该电机非常便于安装和批量化生产。采用数学软件分析方法,对两者的效率和磁特性进行分析比较,它们性能基本一致,但价格仅为稀土永磁钕铁硼磁体的1/4~1/3,该电机以其优越的性价比,有望获得广泛应用。     

PVDF actuator for high‐frequency fatigue test of thin‐film metals

This paper suggests a poly(vinylidene fluoride) (PVDF) piezoelectric diaphragm actuator used in a novel fatigue test method for thin metal films. A thin‐film metal specimen is stamped on top of the actuator using a stamping epoxy. As the actuator vibrates, the stress in the specimen increases until it fails under fatigue. A finite element model of the actuator is built, and its vibration amplitude is confirmed to be in a good agreement with experiment. Then, a model of the specimen is added to this model to simulate the vibration of the specimen for fatigue test. Stress analysis of the specimen at a driving voltage of 200 V_0−p confirms that this actuator can increase the stress in the specimen to near 1 GPa, which is high enough for the fatigue test of metals such as titanium. In the experiment, a thin‐film titanium specimen is stamped on top of the actuator which is then vibrated. The stress in the fatigue gauge on thin‐film specimen increased until the specimen failed under fatigue. This shows that the proposed PVDF actuator is suitable for the fatigue test of thin‐film metals such as titanium. © 2012 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

非线性连续损伤模型在汽轮机转子低周疲劳分析中的应用

针对当前汽轮机转子低周疲劳寿命估算存在较大误差的问题,引进了非线性连续损伤力学模型进行汽轮机转子低周疲劳损伤分析。首先对国产600MW汽轮机高压转子在冷启动和滑参数停机等典型工况下的瞬态温度场和热力场进行了弹塑性有限元分析,进而对热应力引起的低周疲劳损伤进行了估算,疲劳损伤的估算分别采用了非线性连续2种方法的估算结果表明,由于线性累积损伤理论是基于单轴假定之下,没有多轴应力的影响,在寿命预测时,高估了转子的寿命,而非线性连续损伤力学模型不仅考虑了多轴复杂应力的影响而且正确地反映了低周疲劳损伤的非线性累积过程,其分析结构更接近实际。     

采用三维有限元设计高速爪极式永磁电机

设计并制造了一台以采用软磁复合材料的爪极式永磁电机,结构复杂,通过三维有限元分析,对该电机的磁通、磁链、电感、转矩和铁耗等参数的计算提出了解决方法,通过与样机实验结果相比较,证明了所用方法的正确性,得到的结论对软磁复合材料的应用及爪极式电机的设计与分析都具有一定参考价值。     

Thermal–Mechanical Coupling Analysis for Coupled Power- and Thermal-Cycling Reliability of Board-Level Electronic Packages

In this paper, we apply the sequential thermal-mechanical coupling analysis that solves, in turn, the transient temperature field and subsequent thermomechanical deformations to investigate thermal characteristics along with fatigue reliability of board-level thin-profile fine-pitch ball-grid-array chip-scale packages under coupled power- and thermal-cycling test conditions. Pure thermal-cycling and pure power-cycling test conditions are also examined and compared. From the comparison of different test conditions, we note that the presence of power cycling leads to significant deviations of junction and mold-top temperatures from the thermal-cycling profile. Nevertheless, for components away from the die, the deviations are less significant. As the power specified to the test vehicle is low, temperature histories on the components induced by coupled power and thermal cycling can be approximated by superposition of the temperature histories induced by pure power cycling and the ones by pure thermal cycling. For the test conditions proposed in this paper, pure power cycling leads to the longest fatigue life among all. For coupled power and thermal cycling, the involvement of power cycling reduces the fatigue life of the test vehicle by about 50% as compared to pure thermal cycling.     

基于离散趋近律控制的直流电机速度控制系统

趋近律控制是滑模控制的一种设计方法,目前被广泛应用于模型不确定、参数波动范围大或外界干扰强的控制系统中.提出了一种离散趋近律的控制方法并应用在直流电机速度控制系统中,讨论了该控制方法的实用性和鲁棒性.由于离散系统的分析和设计更贴近实际应用,因此趋近律方程首先被离散化.仿真和试验结果显示,该设计方法不仅简化了滑模控制方案,而且还降低了机体在理想平衡点附近工作时的高频振动,对直流电机速度控制系统尤其行之有效.     

笼型感应电动机定子故障诊断分析

介绍了笼型感应电动机定子故障的类型 ,分析了产生故障的可能原因 ,阐述了热应力、电应力、机械应力、环境应力等对电机绝缘系统的影响及故障的表现状态 ,提出了相应的解决措施和办法 ,有助于电动机的维护和剩余寿命的推算 .     

水轮机转轮叶片载荷谱的确定方法

本文理论论证了用机组外特性-机组出力确定混流式水轮机转轮载荷谱的研究方法,推导得转轮叶片应力服从三参数韦布尔分布。首次提出并论证了不进行现场实测和调查统计就可确定出韦布尔分布中各参数的方法。用该方法对未进行真机实测和出力统计的已有机组和在设计中的新机组都可预估其载荷谱,为转轮设计,强度校校与结构安全寿命估算奠定基础。     

基于SPMC75F2413A单片机控制步进电机实现三轴联动

提出了一种基于凌阳SPMC75F2413A单片机控制步进电机实现三轴联动的方法,使用了一种快速直线脉冲增量插补算法来控制三轴联动,该方法已成功地应用在某步进电机控制系统中。     

基于LABVIEW的HHT法疲劳损伤时频分析

在LABVIEW平台上利用希尔伯特-黄变换方法,对某型飞机的垂尾整流罩系统的前支架在随机载荷作用下的振动疲劳试验数据进行时频联合分析,得出前支架的一阶固有频率及其上应变值在试验最后300s的变化趋势,从而为研究其上疲劳裂纹的产生和扩展提供参考数据,并最终判断支架的试验疲劳寿命为4525s.同时将HHT法与短时傅里叶变换...