套筒式永磁涡流调速器转矩与调速特性分析

为了研究套筒式涡流调速器在不同啮合面积和不同设计参数影响下的电磁场变化规律和调速特性,以自行研制的套筒式永磁涡流调速器为研究对象,分析其结构和原理,推导出电磁转矩数学表达式,再采用有限元法对调速器三维瞬态场进行仿真分析,获得不同啮合面积下的铜转子和轭铁筒厚度以及转速差对输出转矩的影响规律,揭示其在不同啮合面积下的调速特性,最后搭建实验平台进行实验验证,结果表明,相同啮合面积下,输出转矩随铜转子厚度和转差的增大而增大,增大到峰值后减小,啮合面积为100%时,选择2 mm厚度的轭铁筒可提升45%输出转矩,调速时输出转速及转矩随啮合面积减小呈非线性减小,其结论可以为套筒式涡流调速器的进一步优化设计提供了参考。     

永磁调速器磁场分析及转矩的影响研究

永磁调速器是一种利用涡流效应传递扭矩,通过调节耦合面积调节转速的新型节能调速设备。为了提高现有永磁调速器的输出转矩,对径向永磁调速器的磁场和输出转矩进行了分析研究。在电磁场理论和贝塞尔函数的基础上建立了数学模型,得到了导体上涡电流密度的影响因素。利用Ansoft Maxwell软件对永磁调速器输出转矩进行动态仿真,得到了气隙、导体形状、磁极对数、转速差与输出转矩的影响关系。通过对永磁调速器耦合长度进行实验,验证了仿真分析的可靠性。为永磁调速器的结构优化提供了理论依据。     

永磁涡流调速器研究与应用

永磁涡流调速是一种新型电机调速节能技术,具有可靠性高、制造和维修成本低、对电网没有谐波污染等优点,是电机调速节能领域的研究热点,已引起了许多国内外学者和高耗能企业的广泛关注。介绍了永磁涡流调速器的发展状况和工作原理,综述了永磁涡流调速技术及永磁传动技术的研究现状,结合实际案例表明永磁涡流调速对风机水泵系统具有显著的节能效果。     

永磁调速器的涡流场分析

永磁调速器是一种新型的可调速节能设备,安装在电机和负载之间,采用电磁耦合原理,通过调节耦合面积控制转速。先结合电磁场的相关理论,建立瞬态涡流场的数学模型。然后,对永磁调速器进行静态磁场分析,得到静态时铜转子中的磁通分布与磁感应强度。最后,通过运动涡流场的有限元仿真,分析涡流场的形成机理与部分影响涡流场的因素,为永磁调速器的承载能力提供理论依据。     

永磁调速器的涡流场分析与性能计算

设计了一种单组结构的永磁调速器,通过对其进行静态磁场分析,得到了静态时导体环中磁通沿周向、径向及轴向的分布。然后建立了三维运动涡流场的有限元模型,理解了设备运行时涡流场的分布并对涡流进行了参数化分析。在此基础上分析了磁场间的耦合力分布,解决了轴向力失衡问题。通过实验测试,得到的实验特征参数关系曲线与有限元特征参数关系曲线相吻合,表明了所设计的永磁调速器有效、可行。     

基于Ansoft的盘式涡流永磁调速器传动特性分析

盘式涡流永磁调速器是一种新型调速装置,安装在电机和负载之间,通过调节导体转子与磁钢转子之间间隙大小,改变磁通密度,进而调节转矩进行调速。对其电磁场进行分析并建立转矩表达式,通过分析得到结构尺寸、关键零件材料属性、转差3个方面影响传动特性的因素。并运用Ansoft软件中的Maxwell 3D部分建立仿真模型,单独改变每一因素进行三维静态、瞬态仿真,得到气隙磁感应强度分布图及各因素对传动转矩和磁能利用情况的影响曲线,分析变化原因得出结论,为该类永磁调速器结构尺寸优化、材料选择等提供参考。     

基于磁热耦合仿真的筒式永磁调速器散热研究

针对筒式永磁调速器长时间运转发热严重的问题,利用磁热耦合分析方法,建立磁场、温度场分析的数学模型和有限元模型,通过Maxwell 3D和Steady-State Thermal模块联合仿真,得到铜环、永磁体温度场分布情况。通过对散热片进行优化仿真,显著降低了铜环和永磁体的最高温度。     

基于ANSYS永磁调速器模态分析

基于ANSYS仿真平台,在永磁调速器实际工作约束条件下,分析导磁盘和永磁盘固有频率和振型变化状况,为评价永磁盘动态特性提供理论依据。仿真分析结果表明：该永磁调速器在工作载荷作用时两部件固有频率不高,不易产生共振。     

基于ANSYS永磁调速器导磁盘静力及模态分析

基于ANSYS有限元软件仿真平台,在永磁调速器正常运行情况下,对所设计的永磁调速器导磁盘最大应力和最大变形做了计算分析,以判定导磁盘强度是否满足设计要求;在实际工作约束条件下,分析导磁盘固有频率和振型变化情况,作为评价导磁盘动态特性的理论依据。对有限元分析模型的计算结果表明,该导磁盘在正常工作载荷作用下变形量和应力均较小,满足设计强度要求;模态分析可知该导磁盘的一阶固有频率较高,不易产生共振,与实际情况相符。     

基于罚函数法的永磁调速器优化设计

针对影响永磁调速器性能的自身体积、涡流损耗及轴向力三个主要目标进行综合考虑,采用罚函数法建立永磁调速器主要设计参数与目标函数之间关系的优化数学模型,实现对永磁调速器主要设计参数的优化。优化设计后的结果与传统设计相比,在保持永磁调速器所要求传递转矩的同时,可以有效减少其自身体积,降低涡流损耗和轴向力,提高了其使用范围、传动效率并可降低检修频率。     

永磁涡流耦合传动特性研究

永磁涡流耦合传动技术采用非接触传动方式,能实现较软的传动特性,应用在一些特殊场合有非常好的效果。永磁涡流耦合器采用永磁涡流耦合传动技术,具有节能、过载保护、允许较大的对中误差、结构简单、使用寿命长等优点。为实现永磁涡流耦合传动特性研究,针对油田应用设计永磁涡流耦合器。对耦合驱动原理进行理论分析,建立永磁涡流耦合的数学模型;利用Ansoft仿真软件建立三维有限元模型,对耦合器的传动特性进行仿真研究,得到传递转矩与间隙、转速差之间的对应关系,随着间隙的减小,转速差的增大,耦合器传递转矩增加;建立耦合器传动试验平台,对样机进行试验研究,验证有限元仿真可以作为耦合器传动特性的研究方法,同时从试验结果曲线上确定耦合器合理的工作区间,在此工作区间内,耦合器具有高效率和较高的启动转矩,能够缓冲负载波动,传动性能良好。     

旋转永磁场光整加工中的磁场装置研究

阐述了利用永磁场和磨粒加工内孔表面的加工机理,通过改变铁芯的形状设计出了几种磁场装置,并用ANSYS对这些磁场装置进行了仿真,根据仿真结果得出了各装置的优缺点以及它们的适用范围。     

微血管中磁性药物纳米粒子输运磁场分布的研究

磁场是磁性药物纳米粒子在微血管中输运的主要驱动力。在磁性药物靶向治疗系统中,磁粒子在磁场中被磁化,外磁场将对其产生吸引力,使其向磁场范围运动;同时被磁化的磁粒子之间将产生有效偶极子场,即附加磁场。考虑外磁场以及附加磁场的作用,推导出外磁场、附加磁场、外磁场力和附加磁场力的方程,通过数值模拟分析,讨论了磁场和磁力在微血管中的分布规律以及外磁介质参数对磁场强度和磁力的影响作用。研究结果显示,圆柱型永磁体能够产生较合适磁场强度和磁场梯度,以获得理想的靶向效果。     

软启动永磁涡流联轴器的设计与参数分析

系统地介绍了永磁涡流联轴器的工作原理与特点。根据等效模型,应用法拉第电磁感应定律算出永磁联轴器的转矩。通过大量的ANSYS Maxwell 3D仿真,对永磁联轴器关键参数（磁铁尺寸、磁铁数量、铜盘厚度、气隙等）与转矩特性的关系进行了分析,为设计提供了有力的依据。应用上述分析结果,设计了一种新型结构并具有延迟启动功能的功率为7.5kW、转速为1500r/min的联轴器,样机的实验结果达到了设计要求。计算与仿真方法为该类联轴器的设计提供了参考。     

基于永磁调速技术的水泵系统节能改造

永磁调速是非机械硬连接无级调速技术,在供水节能领域有着广泛的应用。通过A集团冶炼厂焙烧循环水中一台220kw水泵的改造分析,阐述了永磁调速技术应用于水泵之后,其改造的节能效果。     

永磁同步电机的变频调速研究

无励磁损耗和自身体积较小是永磁同步电机的一大优势所在。本论文的主要目的是永磁同步电机进行建模与分析,基于ANSYS Maxwell建立外转子永磁同步电机的有限元仿真模型,并基于该模型对电机磁场及各项电磁性能进行仿真计算与分析,已达到对永磁同步电机变频调速研究的需求,对电机进行建模与分析。确定电机参数包括性能指标要求、定子、电枢绕组、转子参数,建立用外转子永磁同步电机的模型并对其进行参数计算和仿真,并对计算结果进行分析。     

可调速异步盘式磁力联轴器的多目标优化设计

在对可调速异步盘式磁力联轴器引入层模型理论的基础上,以多种结构参数和性能参数(永磁体轴向厚度、气隙长度等)作为设计变量,减少材料成本和提高转矩性能为双优化目标,建立了数学优化模型。基于上述模型,建立了双目标函数各自的隶属函数,采用线性加权求和法将双目标函数转化为单目标函数;然后运用惩罚函数法把多约束问题转化为无约束问题,进而利用遗传算法对联轴器的各参数进行了优化。优化结果表明,联轴器的总体积下降了16.98%,转矩提高了12.82%,该算法具有良好的优化效果。     

磁悬浮永磁直线电动机及其控制系统研究

根据磁悬浮永磁直线电动机的特殊结构与运行机理,给出了电动机电磁推力和悬浮力的数学模型。建立了磁悬浮永磁直线电动机的有限元计算模型,对气隙磁密、电磁推力和悬浮力进行了有限元计算,并对气隙磁密作了谐波分析。设计了磁悬浮永磁直线电动机的研究样机,制作了磁悬浮子系统和进给伺服子系统,对系统进行实验研究,获得了磁悬浮子系统和进给子系统运行的实验结果。实验研究结果表明,该磁悬浮永磁直线电动机可实现直接驱动与无摩擦运行。     

角向不对中可调速盘式异步磁力联轴器的转矩特性分析

为研究可调速盘式异步磁力联轴器处于角向不对中工况下的输出转矩特性,首先对该联轴器角向不对中的运动机理进行了理论分析,然后利用Ansoft有限元软件对可调速盘式异步磁力联轴器在不同角向不对中量下的运行状态进行三维模拟分析,得到了其磁感应强度分布云图和输出转矩曲线及其对比表,最后进行了误差分析。研究结果表明:随着角向不对中量的增加,可调速盘式异步磁力联轴器的输出转矩出现了先减小后增大的趋势;当角向不对中量达到2°时,联轴器的输出转矩依然能够保持较高的精度和效率。分析结果对可调速盘式异步磁力联轴器以及其它磁力联轴器的安装调试及工作性能研究具有很好地指导意义。     

磁悬浮飞轮用新型永磁偏置径向磁轴承的设计

分析了一种磁悬浮飞轮用新型永磁偏置径向磁轴承的工作原理,利用等效磁路法对该永磁偏置径向混合磁轴承进行了分析,提出了基于位移刚度以及电流刚度的永磁偏置径向混合磁轴承的设计方法,给出了具体的设计步骤和设计实例.理论分析表明,所提出的方法与现有的设计方法相比考虑了磁轴承电磁参数与控制器参数的关系,设计结果与试验结果基本吻合.设计与试验结果表明:提出的设计方法切实可行,具有一定的应用价值.