基于针板放电的静电电机实验平台设计和分析

基于介电迟豫原理的静电电机一般采用非良导体制作转子材料,非良导体内部电子迁移困难,一定程度上限制了该类型电机的性能。在传统的介电弛豫原理静电电机的转子上增加一层导体层,构造类似高电压针板放电结构来制作简易实验电机模型,研究了该结构下转子转动的原理和制约转速的因素,并测量其转速,与传统的基于介电弛豫原理的静电电机进行了对比,验证了该设计在提高静电电机转速方面的优异性。     

电容可变式静电电机研究现状及发展趋势

电容可变式静电电机的研制主要集中在超微型结构上。近年来,由于电容可变式静电电机具有结构简单、成本低、损耗小,适用于超高温、强磁场领域等一系列优点,国内外的研究学者开始关注常规尺寸电容可变式静电电机的研究。本文介绍了电容可变式静电电机的基本原理、结构特点,综述了其国内外研究现状,并提出了电容可变式静电电机研究的发展趋势。     

超声波电机性能研究与前景展望

本文对超声波电动机(USM)研究领域国内外的发展状况及诸多热点问题以及应用前景进行了综述。     

硅基微型静电谐振式直流电场传感器建模与仿真分析

微机电系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)电场传感器因其体积小、功耗低、成本低、易于量产等优势在电力系统具有广泛应用前景。以静电式电极共面水平谐振MEMS直流电场传感器为研究对象,针对其驱动单元、运动过程和感应单元,分别建立基于静电力驱动的传感器动力学模型和基于静电感应的敏感结构电学模型,实现了微型电场传感器的多物理场模型集成。所建立的模型可定量表征传感器的输出特性以及相关结构尺寸对传感器性能的影响。通过仿真计算发现,适当减少齿宽与齿间距、增加感应齿长,可以提高该类型传感器的输出电流,进而提高其测量灵敏度。该文的研究成果可为微型电场传感器的设计和性能优化提供参考。     

不同结构内嵌式记忆合金电机形变模型与性能研究

将形状记忆合金（SMA）丝嵌入弹性棒构成内嵌式形状记忆合金电机（ESMAA）,可实现偏动元件与致动元件、驱动单元与执行单元的高度集成,从根本上解决形状记忆合金电机（SMAA）结构与功能的不足。按SMA丝嵌入硅胶棒的方式不同,ESMAA可分为端部连接型、直线型与弯曲型三类。本文详细研究了三类电机的运行原理与分析模型,并就样机研制工艺、运行性能等进行全面比较研究。研究表明,SMA丝材采用NiTi合金,端部连接型棒材为双组份胶,直线型棒材为单组份401,弯曲型棒材为单组份515;弯曲型和直线型比端部连接型ESMAA的集成度更高,更有利于发挥ESMAA的优势;直线型ESMAA中,SMA丝偏心嵌入硅胶棒,丝的定位精度受工艺影响较大,而弯曲型ESMAA中,丝与棒的同心度对电机最大曲率的影响较小;输出相同弯曲曲率时,弯曲型ESMAA中丝的预变形小,电机循环寿命长,适合于多台组合构成拟人机械手指。     

可变电容静电型超微电机的优化设计

可变电容静电型超微电机是一类最早出现的动态MEMS器件。针对其静电力十分微小,且动态性能非常有限,给出了侧面驱动可变电容静电型超微电机的数学模型,并对定子采用单相对称电极顺序通电方式进行驱动,在此基础上提出了优化设计方法。实验结果表明,优化后电机的输出力矩有所增大,而且波动明显减小,有利于改善电机输出功率的稳定性。     

立式电机机座的动态性能仿真研究

本文在MSC.NASTRAN环境下,利用有限元方法进行了电机机座的瞬态分析和模态仿真,得到了机座的瞬态响应和系统的多阶固有振动频率、振型等参数值。根据仿真结果分析了机座的危险位置和振型。结果表明现有机座的结构基本满足设计要求,同时对比分析了不同地脚螺栓约束对机座振动的影响。获得机座的动态性能,为立式电机的改进提供了参考。     

同步磁阻电机性能分析与研究

针对永磁同步电动机(PMSM)用材多、成本高等问题,开发了成本低、效率高的同步磁阻电机(SRM)产品,在部分工况下替代PMSM,实现高效率电动机的推广。对2.2 k W、4极SRM的结构、电磁参数、控制方式等关键技术展开研究,为产品的系列化设计提供了理论基础,对电机设计人员有一定的参考价值。     

交流电机实时仿真系统以及实时性的研究

本文介绍了一种多微机并行处理交流电机实时仿真系统。它的最大特点是能够实时模拟一台真实电机运行在电气传动系统中,以测试整个系统的参数和特性。本文介绍了实时仿真系统的数学模型和基本结构,重点讨论了系统“实时性”的解决和实现方法,并通过实验对本系统进行了验证。     

电动机工作特性的计算机仿真

计算电动机的工作特性可以运用有限元方法解出气隙的磁密,进而计算电动机的定子电流、功率、电磁转矩等;这样计算较复杂,占用计算机的内存较大,因此本文采用了电动机正常运行时的数学模型,即三相异步电动机的T型等效电路(如图1所示)。     

超声波电动机输出性能的模拟分析

考虑定子弹性体的接触变形和摩擦驱动过程中的轴向及周向阻尼,以赫兹接触理论和库伦模型为基础,采用Simulink模块化方法建立超声波电动机接触界面的解析模型.以柔性转子和刚性定子构成的USM60电机为例,分析了预压力和压电激励频率对超声波电动机机械特性的影响.结果表明,预压力及其引起的定子弹性变形对超声波电动机的机械特性影响明显.当增大预压力时,电机转速和输出扭矩均有增大,但各自增幅有所差异.另外,在既定的算例中,压电激励频率对输出特性近似成正线性比例的影响.     

静电马达发展综述

分析了静电马达的工作原理及静电力在微领域中的优势;综述了静电马达的发展历程及国内外研究现状,并对其应用前景进行了评析和展望.     

单相永磁同步电动机动态性能的仿真

本文基于Maxwell2D仿真环境,建立了单相永磁同步电动机(SPPMSM)的仿真模型。对该电动机的动态性能进行了仿真研究,得到了电流、反电动势等曲线,结果有助于进一步研究单相永磁同步电动机。     

位置传感器融入式无刷直流电动机系统仿真

详细论述了在Ansoft公司的Simplorer综合仿真环境下，位置传感器融入式无刷直流电动机系统的建模，内容包括该种无刷直流电动机模型、功率桥模型、双闭环控制器等模型等。在所建立的系统模型基础上，对此系统的基本特性进行了仿真分析，得出了系统的基本特性，为这种电动机系统的参数优化设计、实用化提供了依据。     

无传感器无刷直流电动机起动过程分析

如何实现无传感器无刷直流电动机平稳、可靠地定位和起动,是控制器设计中的技术;无刷直流电动机通过仿真确定定位和起动过程中控制器的相关参数,解决了定位过程中初始角位于死角时无法定位和起动中失步的问题.     

电动机起动性能的研究

针对三相交流异步电动机的软起动问题,给出了一种用单片机、步进电机、多圈电位器组成的软起动装置,分析了软起动装置的工作原理、硬件组成及试验结果.这种软起动装置除了可以提高电动机起动时的功率因素,进一步减小起动电流及电网压降,还可以有效地消除常用软起动电路中的高次谐波并且可以方便地实现无级调压.特别适合于对调压精度、运行平稳性有较高要求的中小型三相交流异步电动机的起动.     

一种新颖的感应电动机控制仿真研究

矢量控制是基于旋转坐标实现感应电动机的交、直轴电流的解耦控制,状态变换需要计算转子转差或转子磁链角的位置.提出了一种新颖的感应电动机解耦控制方案,该设计方法可以实现快速的转速、转矩和磁链的跟踪.与传统控制方法相比,该方法避免了转子转差或转子磁链角位置的计算.仿真结果证明了该设计方法的有效性.     

双转子感应电机性能研究

阐述了双转子感应电动机基本结构和工作原理,指出了双转子感应电动机与传统感应电机的共同点和区别。建立双转子感应电动机的数学模型并进行仿真分析,经实验验证,表明双转子感应电动机具有激磁电流小、电机损耗低、功率因数高及功率密度高等优点,比传统感应电机更适合风机和水泵类等长期运行的变负载设备的驱动。