线性压缩机电磁系统结构参数优化

线性压缩机的电磁路的形式和分布状态是影响压缩机效率的关键因素,以现有的一种动磁式线性压缩机的C型电磁结构为研究对象,首先根据基尔霍夫定律及虚功位移法推出了该型压缩机的等效磁路方程和电磁力表达式,获取了不同电流下、平均气隙半径下电磁力的变化规律,然后采用有限元仿真获取了磁通密度和磁力线分布状态,求得了电磁力随动子位移的变化规律,针对磁轭的磁感应强度超过硅钢片饱和磁场强度的问题,对磁轭的具体结构和参数进行了优化,结果表明:电磁系统在优化前的比推力大小为0.098 5 N/A·匝,优化后的比推力大小为0.099 1 N/A·匝。最后,搭建了电磁系统比推力测试实验台,对优化前、后的电磁系统的分析结果的准确性进行验证,研究结果对提高线性压缩机的工作效率具有重要价值。     

动磁式线性压缩机励磁线圈的设计分析

对用于动磁式线性压缩机的励磁线圈进行设计分析。通过研究线固匝数、线径以及串并联接法对电机动子行程、电磁力及电机效率的影响,提出了动磁式线性压缩机励磁线圈的设计思路,并针对线性压缩机开启过程中荷载较小、电流大,易撞缸的问题,从线圈设计角度提出了解决方案。     

永磁同步电主轴电磁振动研究

建立了永磁同步电主轴电磁场和电磁振动有限元仿真模型,借助MATLAB软件对振动仿真结果进行频谱分析,得到了电磁力波的波次和频率。将仿真结果与实测加速度频谱进行比较,验证了该有限元模型的实用性。分析了永磁同步电主轴电磁振动产生机理。确定了电磁振动产生的原因是径向电磁力引起的电主轴定子的共振。提出电磁力波形重构的分析方法,消除了与定子结构固有频率相近的谐波成分,从而降低了电主轴的电磁振动。为永磁同步电主轴减振研究提供了一种新的方法。     

基于Maxwell的继电器电磁激励力的研究

为了提高系统的稳定性和延长继电器的使用寿命,至关重要的一点是要研究继电器的电磁特性。运用CATIA软件建立继电器电磁系统的有限元模型,对继电器的电磁激励力进行求解,对工作气隙的五个位置进行仿真,得到五种工作气隙下的磁场强度和磁矢量云图,并分别计算继电器电磁吸力与施加在线圈上的电磁激励间的关系。对安匝数不同的电磁机构进行仿真,得到不同安匝下的电磁力曲线。根据仿真结果可知,电流不变时,随着工作气隙的减小动铁芯所受到的电磁增大;随着电流增大以及继电器线圈的安匝数增大,受到的电磁力也随之增大。     

水润滑轴承加载装置电磁力动态变化机理研究

针对电磁加载装置电磁力在动态载荷模拟试验中的不稳定现象,为了给水力机械中的水润滑轴承性能研究提供准确载荷,电磁力动态变化机理需深入研究.首先,通过理论推导得到了电磁加载装置电磁力动态变化数学模型;其次,建立了电磁加载装置物理模型并进行有限元分析,获得了电磁力、磁阻力矩与磁通密度等参数的变化规律;最后,进行了电磁加载装置...     

增强型电磁轨道炮电磁结构耦合有限元分析及结构优化设计

以增强型电磁轨道炮为研究对象,利用Ansoft Maxwell和ANSYS Workbench软件建立了轨道炮的电磁结构耦合有限元模型,通过Ansoft Maxwell电磁场有限元分析得到了电枢和导轨的电磁力分布情况,把电磁力作为载荷导入ANSYS Workbench中,对轨道炮的主体结构进行了动力学分析,得到结构的等效应力和变形分布情况。基于正交试验优化方法,对轨道炮的结构关键设计参数进行了优化设计,使优化后结构的强度和刚度满足实际需求。     

音圈隔膜泵电磁驱动装置的设计与仿真

提出一种音圈式电磁隔膜泵,通过分析音圈电磁执行器各部件,结合经验公式,建立了音圈电磁隔膜泵的理论模型;通过有限元软件COMSOL分别建立了稳态和瞬态下的多物理场模型,探究了永磁体与线圈几何结构对音圈电磁隔膜泵执行器电磁力产生的影响,并对模型参数进行分析;通过比较模型和直动式电磁执行器模型的电磁力特性和电流特性,验证了音...     

制冷压缩机电机转子不平衡电磁力计算与改善

在旋转式压缩机的装配过程中,电机一般采用悬臂梁式安装方式,会造成转子偏心,电机磁路不对称,产生不平衡磁拉力,进而导致电机转子与定子相互碰撞。以某型号压缩机为例,根据麦克斯韦应力张量法与交流电磁铁理论,建立了电机径向不平衡电磁力计算模型,采用有限元Ansoft Maxwell软件进行仿真。并将径向不平衡电磁力的计算结果输入到有限元软件,根据模拟结果,提出将定子向下移动5 mm的改善方案。经过后期试验验证,改善后的电机不仅不平衡磁拉力有所减小,而且压缩机主要工作性能不会降低。     

E型径向电磁轴承的参数设计及特性分析

针对在特定的设计要求下传统C型径向电磁轴承无法达到设计目的等问题,提出了一种新型的E型径向电磁轴承.推导出了电磁力的理论表达式,并验证了该表达式的精确性,在有限元软件ANSYS的基础上对两种类型电磁轴承的磁路、气隙磁密、定子结构及转子损耗等特性进行了详细的对比分析.研究结果表明:E型径向电磁轴承在特定的设计要求下,其性能要优于传统C型径向电磁轴承.     

小型断路器机构的动力学研究

采用PRO-E建立三维模型,采用电磁有限元分析软件FLUX计算磁脱扣器的电磁力,最后在多体动力学仿真软件ADAMS中进行小型断路器机构的断开过程的动力学仿真,并研究了各作用力对分断速度的影响.通过实验验证,证明仿真是可行、正确的.     

新型非接触电磁齿轮电磁力及热性能计算与分析

电磁齿轮作为一种新型非接触式磁性齿轮,对其主要结构和工作原理进行了详细说明,在建立电磁力及转矩数学模型的基础上,以CAE协同分析的方式对电磁齿轮进行了电磁-热耦合有限元分析,得到了线圈控制电流与电磁力和温升的关系.研究结果表明,有限元分析结果与用解析法计算的结果相吻合,该分析结果为电磁齿轮的设计和理论研究提供了依据,并为控制电流的取值及电磁齿轮传动系统的试验调试提供了数据上的参考.     

车辆主动悬架用电磁直线作动器的研究

针对车辆主动悬架的使用要求,设计出一种具有行程大、推力大及响应快速特点的新型电磁直线作动器.结合有限元仿真软件,研究作动器的结构参数如气隙厚度、次级不锈钢管厚度、次级铜层厚度、绝缘挡圈导磁和导电性能及初级线圈的绕线方式等的变化对作动器电磁力大小和响应速度的影响规律,以及电源参数如电源电压、电源频率及电源加载方式的变化对作动器电磁力大小和响应速度的影响规律,结果表明,电磁力除与绝缘挡圈的导电性能无关外,而与气隙厚度等众多结构参数密切相关,电磁力与电源电压的平方成正比例关系,且随电源频率的增大而先增大后减小,在20 Hz左右存在电磁力响应峰值.在此基础上选取合理的参数,试制一款电磁直线作动器样机,并对样机模型进行稳态电磁力和相电流的相关试验测试,通过与有限元仿真结果比较,表明仿真分析结果和试验测试数据基本吻合,验证了有关设计分析的正确性.     

永磁同步电机定子振动特性分析

为了研究永磁同步电机电磁力导致电机振动与噪声问题,采用有限元法对电机气隙磁密进行分析,得到电机在空载运行时的气隙磁场和径向电磁力;接着对永磁同步电机定子系统进行模态分析,获得电机定子系统结构固有频率,分析了径向电磁力对电机模态振动影响;同时采用模态试验,并将有限元仿真数据与模态试验数据进行对比,验证了有限元模态分析的可靠性。结果表明:该永磁电机定子径向电磁力波频率与定子结构模态频率相差较大,不会因电机径向电磁力产生共振.,相关研究工作为永磁电机设计与优化提供参考。     

电磁轴承最优刚度与系统结构参数关系的研究

电磁轴承系统中最重要的两个机电结构参数是定转子间气隙和定子静态偏置磁通密度,影响着支承刚度和承载力的基本特征;轴承的支承刚度大小和承载力的线性范围决定了轴承的基本性能。在Maxwell电磁力公式基础上,研究了这两个机电结构参数与轴承的基本性能的关系,得到了电磁力与位移之间线性与非线性关系的解析界限,并推导了在线性控制系统作用下,相对不同电磁轴承系统结构参数的最优线性范围和对应的最优刚度。     

基于FLUX的磁保持接触器电磁系统的分析

针对磁保持接触器设计复杂的问题,对磁保持接触器电磁系统快速设计方法进行了研究,提出了一种基于有限元分析软件FLUX来快速计算磁保持接触器电磁系统的方法。设计时首先需根据磁保持接触器外形及指标需求绘制电磁系统三维图,然后对电磁系统进行了静态吸力特性仿真分析,得出了磁保持接触器衔铁在各动程下的保持力,再结合接触器的机械反力特性曲线,绘制出了接触器的吸力特性曲线,验证了接触器是否能在规定的动作电压范围内动作,验证接触器的冲击指标是否满足设计要求,最终确定电磁系统的设计是否合理。研究结果表明,该方法仿真结果与样品实测参数接近,能快速地对磁保持接触器电磁系统进行优化设计,提高设计效率。     

永磁同步电机常用转子结构的电磁振动分析

由于转子永磁体和定子铁芯之间存在极强的电磁吸力,当转子旋转时会引起电机定子的机械振动。现对不同转子结构的永磁同步电机的电磁振动问题进行分析比较,包括表面式、内置式转子结构,其中内置式转子结构又分径向式和切向式转子结构。首先分析了永磁电机内部的电磁力分布,通过二维电磁场的分析计算,可以得到在不同转子位置时电机内部的电磁力分布。将电磁力耦合到电机的瞬态结构有限元模型中,可以计算得到永磁同步电机的振动特性。     

转子静偏心状态下机床电主轴电磁力有限元分析

电磁振动是电磁直驱型机床电主轴不可回避的振动来源,为了抑制电磁振动需要探讨其电磁力的频谱特征。推导了三相异步电主轴的电磁力波计算公式,重点分析了转子偏心状态下的电磁力波特点。基于Ansoft电磁场计算软件,建立了某国产电主轴的电磁场有限元分析模型,获得了电主轴的运行特性曲线。研究了转子在不偏心和偏心状态下的电磁力频谱变化规律,结果表明,静偏心会使电磁力力波成分更为丰富; 偏心的增加不会影响电磁力的阶次和频率分布,但与不平衡磁拉力的幅值和低阶力波幅值成正相关关系,将加剧电主轴的振动。     

新型圆筒形直线振动压缩机的设计

提出了一种新型的直线振动压缩机,压缩机的直线电机的定子铁芯由渐开线硅钢片冲片叠成圆筒形,解决了LG直线压缩机漏磁的问题。针对新型的直线振动压缩机进行了结构设计,并用有限元计算直线电机的磁路,结合ANSYS的APDL进行编程,使有限元电磁计算和压缩机的热力学计算结合起来。     

大功率直驱永磁风力发电机的总体设计

介绍了风力发电机组的系统模型和动力学模型,借助有限元电磁场仿真软件ANSOFT对永磁同步发电机进行电磁仿真计算,重点分析了空载磁路特性和负载磁路特性,气隙磁密谐波含量,计算了电磁参数、输出功率、效率等。并在此基础上,改变磁路参数,分析其对永磁同步电机特性产生的影响。     

基于Maxwell的电磁阀衔铁受力特性分析

气动控制阀因其结构简单、成本低等优点，在航空航天领域中具有重要应用。为了研究气动控制阀中异性隔磁机构最优位置，介绍了液体导弹发动机油箱用电磁阀的结构及工作原理，利用电磁场有限元分析软件Maxwell建立电磁阀二维仿真模型，对电磁阀中一体化异型隔磁结构在不同位置的模型进行了仿真计算，得到了衔铁在全行程下的电磁力特性曲线。通过曲线可以看到此异性隔磁机构在线圈中间偏下一点的位置时，受到的电磁力随着阀芯开度的变化较为稳定，且线圈受到的电流激励越大，衔铁所受电磁力越大。搭建了试验平台，进一步验证了仿真分析的准确性，研究结论可为气动控制阀的设计提供参考。