磁性流体行波泵实验装置

理论分析了磁性流体力学方程,为磁性流体解耦计算和应用奠定了理论基础.采用边界逐步逼近迭代法对磁场与力场问题进行解耦计算.行波磁场作用下的磁性流体流量与产生行波磁场的永磁转子的磁极旋转的角度有直接关系,永磁转子磁极旋转过的角度越大,其流量也越多;行波磁场的强弱对磁性流体流量也会产生影响,当永磁转子磁极旋转相同角度时,磁场越强,其流量越大;在永磁转子旋转相同角度时,行波磁场的频率只能影响磁性流体的流速,对流量不直接产生影响.     

磁力轴承旋转电磁场的有限元计算及分析

建立了磁力轴承旋转电磁场的二维有限元模型并进行求解,对不同转速和线圈电流条件下的磁力线分布以及气隙磁通密度进行了分析。结果表明:在NNSS型磁极布置形式中,转子旋转时,涡流场引起磁力线变形,导致一对磁极内的磁力线非对称分布,一极增磁,一极退磁,并在磁极对之间产生较强的磁耦合;当转子旋转时,气隙磁通密度同时受到线圈电流激励的主磁场和转子转速的影响。     

板坯行波电磁搅拌器磁场分布规律的实验研究

根据板坯行波电磁搅拌器的特点,在实验室采用三维高斯计对行波磁场电磁搅拌器的磁场变化规律进行了测量,得到大量的实测数据.研究分析表明,对于所研究的行波磁场电磁搅拌器,频率、电流强度以及磁极间距离对磁感应强度影响很大,其中,频率增大,磁感应强度有所降低,电流增大,磁感应强度线性增大,而磁极间的距离对磁感应强度也有明显的影响,这些结果为进一步研究行波磁场电磁搅拌器的变化规律积累了数据.     

磁体阵列式永磁同步电动机磁场与起动性能

为了提高传统表面式永磁同步电动机气隙磁场的正弦程度,降低永磁同步电动机的谐波影响并且使得表面式永磁同步电动机也能具有一定的自起动能力,提出一种分布磁体阵列调制式永磁同步电动机．转子铁芯表面磁极是由若干小磁块阵列构成的,阵列中小磁块的宽度、高度及磁块之间的间隔符合一种调制关系,合理设置转子与磁极的结构和位置,使产生的气隙磁场波形更加接近正弦波.利用调制后磁体阵列间剩余的空间设置起动绕组,产生异步感应电磁转矩,使表面式永磁同步电动机增添自起动功能.ANSOFT仿真分析和样机实验结果具有很好的一致性,说明所提出的改善表面式永磁同步电动机气隙磁场波形正弦化的方法是可行的,证明了自起动新方法和新结构的正确性和有效性.     

永磁丝杠推力及其影响因素研究

针对永磁丝杠的丝杠和螺母之间不存在机械接触,两者依靠永磁体磁场的耦合实现丝杠旋转运动与螺母直线运动之间的运动变换等问题,对永磁丝杠的传动原理、传动比及推力进行理论分析,推导出传动比和推力与磁极节距、磁极对数、磁极宽度及丝杠直径等结构参数之间的关系式,提出磁极宽度、磁极对数和丝杠直径3者的约束条件。通过有限元仿真,对磁极节距、气隙长度、磁极厚度及轭铁厚度等因素对推力的影响进行研究。结果表明,气隙长度对推力的影响最大,且随着气隙长度增大,推力近乎线性减小。推力随磁极节增大以近似抛物线的关系变化,且在磁极节距8 mm时推力达到最大值。丝杠和螺母的磁极厚度变化对推力的影响基本相同,即磁极厚度越大推力越大;但在磁极厚度≤5 mm时推力变化较快,当磁极厚度超过5 mm后推力变化趋于平缓。丝杠和螺母轭铁厚度的变化对推力没有影响。     

圆筒式磁阻永磁齿轮有限元仿真研究

为解决磁阻永磁齿轮无法实现连续稳定传动的问题,提出一种圆筒式磁阻永磁齿轮结构。首先,对主动磁极、定子磁极和从动凸极的位置关系及其磁力作用方式进行分析,论证了连续传动的可行性;其次,应用有限元仿真技术对静态和准动态转矩特性进行分析,证明所提磁阻齿轮结构不仅具有确定的传动比,而且可实现连续稳定传动,且传动比公式与磁场调制型永磁齿轮相同;最后,从主、从动磁极数量和极宽对输入输出转矩的影响进行研究。结果表明,主、从动磁极数量互质时,输入与输出转矩的波动很小,具有较好的传动平稳性;输出、输入转矩及其比值λ均是主动极宽的函数,主动极宽越大,则输入和输出转矩越大,且λ随主动极宽变化并存在最大值。     

交变磁场下盘型磁流变流体阻尼器的动力特性

为了掌握交变磁场对基于剪切方式的盘型磁流变（MR）流体阻尼器动力特性的影响，试验研究了正弦磁场下支承在盘型磁流变流体阻尼器上的柔性转子系统的动力特性.通过测量不同磁场频率和强度下转子系统的运动轨道、振动时间历程和不平衡响应曲线，并与恒定磁场下的结果进行了比较.结果发现，磁场的频率对盘型磁流变流体阻尼器的动力特性有着显著的影响.随着磁场频率的增大，盘型磁流变流体阻尼器抑制转子振动的能力减小.当磁场的频率高于一个临界频率后，转子系统的动力特性与无磁场时的动力特性相同，正弦磁场不能够控制磁流变流体阻尼器的动力特性.磁场强度越大，正弦磁场的临界频率越高.     

抽水蓄能电站发电机转子磁极围带刚强度和疲劳寿命计算

发电机转子磁极围带能够有效防止转子旋转时产生的离心力对线圈的破坏,从而保障机组正常运行.采用有限元法,应用有限元分析软件ANSYS对国内某抽水蓄能电站的发电机转子磁极围带刚强度进行计算,以ASME标准为考核依据,验证了该转子磁极围带设计满足刚强度设计准则和刚强度要求,完全能够保证机组安全、稳定地运行.同时,采用Miner累积损伤准则进行磁极围带疲劳寿命计算,验证结果表明转子磁极围带能够满足运行要求.     

磁极数对径向磁轴承承载力的影响

针对径向磁轴承,以实际工程经验为基础给出气隙、磁极、转子、定子、磁极面积、线圈等的设计原则,并设计不同转子直径和不同磁极数的径向磁轴承结构。利用有限元分析软件对设计的径向磁轴承进行电磁场仿真分析,得到磁场分布和电磁力。根据仿真结果研究不同转子直径下,磁极数对轴承承载力的影响。仿真结果表明,当转子直径不超过150 mm时,径向磁轴承的承载力随着磁极数的增加显著减小。当转子直径达到150 mm后,磁极数对径向磁轴承的承载力并无明显的影响。     

配电网故障定位实用化研究

从实用化的角度出发,针对配电网自身的特点,提出了利用C型行波原理进行配电网故障定位的方法。该方法不利用故障发生时自身产生的行波信号,而是在故障后在故障线路首端离线注入高压脉冲信号,采集线路首端的行波信号,通过分析行波的特征,从而实现故障定位。针对分析行波信号时存在的难点,提出了解决办法。设计了故障定位实现流程。对现场实验进行了详细分析。证明了该方法的可行性。     

电动汽车永磁同步驱动电机优化波形质量方法

为了提升电动汽车的品质,控制永磁同步电机的振动与噪声,在对内置式永磁同步电机的空载气隙磁密波形与转子磁体结构关系研究的基础上,提出了一种新的气隙磁密波形优化方法.在均匀气隙下,使单个磁极的磁密在空间上不均匀分布.设计了"M"型新转子结构,对"M"转子结构永磁同步电机建立了有限元分析模型,并进行了有限元分析.结果表明:"M"转子结构的气隙磁密波形接近于正弦波,气隙磁密空间各成份谐波含量明显减少,气隙磁密波形正弦畸变率也有所减小,谐波得到了有效抑制.     

室温磁制冷机永磁磁场的设计

根据室温磁制冷机用永磁磁场的特点,用磁库仑定律法推导出一套永磁磁路计算公式,该公式可计算各种室温磁制冷机用永磁磁路的磁感应强度(B),计算值与实际测量值符合得较好.采用聚磁技术设计了磁制冷用的大于1.8 T的永磁磁场,并根据往复式和旋转式磁制冷机的特点,设计了室温磁制冷机用的几种永磁磁场.     

不等极弧结构永磁同步电机噪声和转矩特性

对转子采用表贴式不等极弧结构的车用永磁同步电动机的转矩和噪声特性进行综合分析.通过试验测得其在有风扇和无风扇负载运行时的噪声频谱,诊断噪声源的主要频率成分.根据离散傅里叶分解理论,推导出单极极弧系数不等和相等2种结构下转子磁动势的谐波分布,得到单极极弧系数不等结构电机主要电磁力波的幅值和频率.结果表明,单极极弧系数不等结构虽然有效地降低了齿槽转矩幅值,但同时引入了更多的转子磁动势谐波分量;当转子结构对称时,转子永磁体磁场只存在奇数次谐波,而当转子结构不对称时,不但会产生偶数次谐波分量,还可能会出现分数次谐波分量,使径向电磁力波幅值增大,从而导致电机振动噪声特性变差.通过有限元计算证实了理论推导的正确性,并总结了原方案电机电磁噪声较大的原因.     

热机循环的时序波型分析

热声热机是一种新型热机,与经典热机一样都是一种周期性的振荡结构,依据其波动特点可分为驻波型、行波型和行、驻混合波型,从波动特性出发,分析了周期性振荡结构的热机的示功图特点,压力、体积振荡的相位决定了循环的方向和示功图的丰满程度,驻波型的热声机由于热声器件的影响而发生相位偏离,从而具有了能量的传递与转换能力;而行波型热声机也由于热声器件的影响发生相位偏移,使波动结构中具有了一定的驻波成份,经典热机中不存在纯粹的驻、行波结构,而是2种波型的混合;只是由于卡诺循环接近于驻波相位,所以示功图狭长,而斯特林、布雷顿循环接近于行波相位,所以示功图比较丰满,热声热机与经典热机一样都是行、驻混合波型,从而通过周期振荡特点以及热力学循环,为经典热机循环和热声热机循环建立起联系的桥梁．     

改进的行波管三维非线性理论

研究了行波管中直流空间电荷场导致的电位下沉效应,计算了谐波与电子注的相互作用,并利用三维"塑性"宏粒子模型计算了交变空间电荷场,同时考虑了有限聚焦磁场。基于上述改进的行波管三维非线性理论,开发了可动态实时显示行波管工作状态的可视化科学计算软件,并利用该软件分析了电位下沉效应、空间电荷力、谐波对行波管性能的影响,得到了与实验测试更吻合的计算结果。     

基于INFORM的简化IPMSM转子初始位置检测方法

提出一种基于INFORM的简单实用的内嵌式永磁同步电动机（IPMSM）转子初始位置检测方法。在静止情况下,实现了IPMSM转子位置的检测,避免了经典INFORM方法所需的大量计算过程。由于IPMSM转子结构不对称, IPMSM的感抗表现出凸极效应——电机感抗随转子位置周期变化。给定子绕组施加不同相位的空间电压矢量,根据电流响应,判断出转子的初始位置;给出实现转子静止情况下初始位置检测的理论依据、实现方法;并通过仿真和实验验证了该初始位置检测方法的有效性。     

削弱永磁风力发电机电势谐波的极宽调制方法

为削弱永磁风力发电机电势谐波的影响,提出一种极宽调制方法,通过优化发电机结构,提高气隙磁场的正弦化程度来改善发电机电势波形的质量.用ANSOFT软件分别对传统贴面式永磁发电机和新型极宽调制式永磁发电机进行有限元分析,研制了两种转子结构的永磁风力发电机样机,并构建电势波形检测系统进行实验研究.通过实验分析表明,有限元分析结果与样机实验结果一致,极宽调制永磁风力发电机能明显削弱电势谐波,从而证明了利用极宽调制方法削弱永磁风力发电机电势谐波是有效和可行的.