Halbach阵列同心式磁力齿轮磁场全局解析法分析

针对Halbach阵列同心式磁力齿轮这种内外转子非接触传递的传动装置,运用全局解析法对磁力齿轮内外两层气隙磁场进行分析计算.求解场域划分为内外转子永磁体、内外两层气隙和调磁定子的槽形区域,各子区域的拉普拉斯方程和泊松方程通过边界连续条件建立联系.得到内外两层气隙区域的矢量磁位磁通密度解析表达式,并用计算了内外转子电磁转矩,将气隙磁场波形和内外转子电磁转矩波形分别与二维有限元法计算波形作比较,结果吻合,证明了方法的正确性和有效性.     

Halbach阵列同心式磁力齿轮磁场分析与优化设计

采用二维全局解析法计算Halbach阵列同心式磁力齿轮气隙磁场。求解场域划分为内外转子永磁体、内外两层气隙和调磁定子的槽形区域,3类子区域的拉普拉斯方程和泊松方程通过边界连续条件建立联系。得到内外两层气隙区域的矢量磁位磁通密度解析表达式,有利于方便、快速、精确地计算任意转子位置的电磁转矩。气隙磁场波形与二维有限元法计算波形较吻合。与径向充磁相比,Halbach阵列充磁方式所得转矩更大,且更接近正弦。运用 Matlab 优化工具箱中的遗传算法对 Halbach 阵列同心式磁力齿轮某些参数进行优化,试验结果表明计算值与测量值较为一致,证明了所提方法的正确性和有效性。     

Halbach阵列磁力变速永磁无刷电机解析计算与设计

精确计算气隙磁场是分析与设计复合电机的关键,该文运用二维解析法计算Halbach阵列磁力变速永磁无刷电机气隙磁场。根据磁力变速永磁无刷电机的结构特点,分别建立磁力齿轮和永磁无刷电机两部件解析模型;求解场域主要有内中外三层气隙、内外双转子永磁体区域和内外双定子槽区域,每个子区域的求解方程通过边界连续条件建立联系。计算得到各子区域的矢量磁位磁通解析式,计算电机磁场、齿槽转矩、反电动势和电磁转矩;制作样机并搭建控制系统试验平台,进行空载和负载试验测试。解析计算波形和试验样机测试波形对比,结果一致,证明了该方法的正确性和有效性。     

双层Halbach永磁电机解析建模与优化

提出双层Halbach永磁电机的二维解析模型,模型中转子永磁包括内外两层,每层每极均由两块永磁构成,且每层中间磁块均为径向磁化。通过分区域求解标量磁位的微分方程,解析得到双层Halbach无槽电机的气隙磁场。利用卡特系数考虑齿槽作用,解析获得双层Halbach有槽电机的气隙磁场。接着,为优化气隙磁场波形,分别解析获得外层径向磁化磁块的最优极弧比和内层径向磁化磁块的最优极弧比,从而获得双层Halbach电机气隙磁场的优化解。计算结果表明,双层Halbach电机不仅气隙磁场和反电势的波形正弦度都优于单层Halbach电机,而且电磁转矩的波动更小,因此具有更好的电磁性能。二维有限元法与二维解析法计算结果一致性较好,验证了二维解析模型的正确性。     

偏心式谐波磁力齿轮气隙磁场分式线性变换解析模型

采用分式线性变换法解析计算偏心式谐波磁力齿轮气隙磁场。将z平面的两个非同心圆变换成w平面的两个同心圆,给定两同心圆磁位差为1的边界条件,并求解两同心圆环形区域内的拉普拉斯方程。经反变换得到转子偏心时的气隙相对磁导函数,修正无偏心时定转子永磁产生的气隙磁场。根据叠加原理合成偏心情况下的定转子气隙磁场,从而获得气隙磁场径向和切向分量。利用麦克斯韦应力张量法计算谐波磁力齿轮的电磁转矩。通过与有限元法计算结果进行比较,验证了该文解析方法的正确性。     

磁力泵中径向充磁磁力耦合器转矩的解析法计算

磁场计算和磁力转矩计算是磁力泵设计的一个关键步骤。针对径向充磁磁力耦合器内、外磁转子之间存在较大气隙,而内外磁转子具有规则的边界条件的特点,采用解析方法计算内、外磁转子产生的气隙磁场,再利用气隙的合成磁场完成磁力耦合器的转矩计算,绘制了矩角特性曲线。     

分式线性变换下比磁导法在偏心式谐波磁力齿轮气隙磁场解析计算中的应用

偏心谐波磁力齿轮相比传统磁力齿轮具有高传动比下输出转矩密度大的特点,准确获得其气隙磁场分布是偏心谐波磁力齿轮设计及优化的关键。该文将分式线性变换与比磁导函数相结合,获得偏心谐波磁力齿轮气隙磁场的解析解。为克服切向磁导隐没的缺点,将极坐标系下的径向和切向比磁导计算转化为直角坐标系下的x、y方向的比磁导计算,由此修正未偏心的x、y方向的气隙磁场分量,然后根据叠加原理合成得到偏心谐波磁力齿轮气隙磁场分布。与有限元分析结果对比,解析法所得的气隙磁密、电磁转矩基本一致,验证了解析模型的有效性和合理性。     

一种基于工形调磁铁块的磁力齿轮的研究

基于磁场调制原理提出了一种应用于磁力齿轮的工形调磁铁块,建立了基于工形调磁铁块的磁力齿轮有限元模型。分析磁力齿轮内外气隙的磁密分布,论证了工形调磁铁块结构的可行性。通过计算磁力齿轮内外转子的最大静态转矩,发现基于工形调磁铁块的磁力齿轮有稳定的传动比和高转矩密度。研究磁力齿轮的稳态转矩特性,发现内外转子的转矩脉动存在很大差异。基于工形调磁铁块的磁力齿轮在拥有相同传动性能的同时,减少了材料的用量,降低了制造成本。     

结构参数对筒形磁力联轴器磁转矩的影响

在假设磁转子的气隙远小于其轴向尺寸的情况下可忽略其边端效应,将磁力联轴器的磁场求解简化为二维平面磁场。借助ANSYS软件对磁力联轴器的磁场分布进行数值模拟,得到了不同磁转角下的磁力线分布和磁感应强度分布,并计算出对应的磁转矩,分析了内外磁体厚度、内外轭铁厚度、气隙及磁极数目对磁转矩的影响,以期对磁力联轴器的设计和应用提供有益参考。     

Halbach阵列同心式磁力齿轮参数分析与优化设计

直驱式同心式磁力齿轮在低速大转矩领域有广泛的应用前景。为获得较正弦分布气隙磁场,所用永磁体采用Halbach阵列充磁,用二维全局解析法计算同心式磁力齿轮磁场分布;分析了调磁环铁心宽度、调磁环高度及外转子轭部厚度等参数与磁力齿轮最大静态转矩之间的关系。磁场全局解析法计算结果与有限元分析结果一致性较好,验证了解析模型的正确性;根据参数分析结果,制作了一台内转子4对极、外转子17对极的Halbach阵列同心式磁力齿轮样机,样机试验结果表明,合理选择结构参数可以提高磁力齿轮的转矩密度,对磁力齿轮的设计提供一种有益参考。     

考虑定子外壳漏磁的同极式永磁偏置径向磁轴承磁路模型

同极式永磁偏置径向磁轴承的永磁偏置磁场在定子外壳内形成较大漏磁,而且外壳的有效面积相对工作气隙较大,即使在铁心与外壳间加入隔磁层的情况下,漏磁仍不可忽略,必须进行准确计算。首先直接求解拉普拉斯方程获得隔磁层内的磁场分布,并结合保角变换计算漏磁区域的端部效应,然后求解工作气隙的永磁偏置磁场和电励磁控制磁场,最后建立完整磁路模型和电磁力解析模型。三维有限元仿真结果表明,所建立的磁路模型能准确计算磁轴承工作范围的电磁参数。依据飞轮储能系统的总体需求,设计了径向磁轴承系统,实验结果验证了所建立解析模型和有限元模型的准确性。     

Magnetic Circuit Model Considering Magnetic Hysteresis

Quantitative estimation of core loss considering magnetic hysteresis property is strongly required to develop high‐efficient electrical machines. This paper presents a novel magnetic circuit model considering magnetic hysteresis. In the proposed model, dc hysteresis loss is calculated by the Landau–Lifshitz–Gilbert (LLG) equation, while classical and anomalous eddy current losses are calculated in the magnetic circuit. It is demonstrated that the hysteresis loop under PWM wave excitation can be expressed by the proposed model. The validity and effectiveness of the method are proved by comparing with measured values.     

永磁电机气隙磁场分析与磁钢选择

在永磁电机的设计中,为了求出电机的稳态和暂态特性,需要计算电机的磁参数。近年电机界尚存在不同的方法计算磁场问题,作为另一种途径,文中直接从场的角度出发,运用永磁镜象原理,结合电机基本结构,分析了永磁电机气隙磁场的大小及分布,给出了气隙磁场的解析表达式,进而探讨永磁电机磁钢材料及厚度的选择方法。     

新磁阀结构磁控电抗器磁损特性研究

分析磁阀式可控电抗器MCR(magnetic-valve controllable reactor)的主要工作原理以及MCR铁心损耗的主要来源,得出在工程上磁滞损耗与涡流损耗的计算公式。在传统磁阀结构的基础上提出了新型磁阀结构,并对传统磁阀结构与新型磁阀结构进行对比分析。通过理论分析可知,新磁阀结构采用圆弧面作为磁场缓冲面,减少了磁阀处磁场的发散量,使磁阀处磁通密度分布更加均匀,进而大大降低了磁阀处的漏磁损耗。使用Ansys电磁场仿真软件,在相同电压等级下分别对传统磁阀结构MCR和新型磁阀结构MCR进行三维动态仿真,采集一个工作周期内的四个仿真时刻,对比分析两种MCR铁心磁阀处的磁通密度分布场图。仿真结果表明:新磁阀结构MCR铁心中的磁通分布得到了优化,磁通密度更加均匀,磁场发散情况得到了很大改善,进而有效地减少了MCR的漏磁损耗。仿真结果验证了理论分析的正确性,同时说明了新型磁阀结构的合理性与先进性。     

永磁调速器的磁路结构设计

永磁调速器作为一种新型的调速节能设备,安装在电机与负载之间,采用全新的磁路耦合原理,通过调节气隙实现转速的控制.结合永磁耦合器与永磁电机的相关理论,设计了小功率永磁调速器,通过对磁路结构进行三维动态磁场仿真,分析磁路的形成机理、耦合原理.仿真结果表明这种磁路结构设计合理、可行.在此基础上,完成了磁路相关参数的优化设计.     

Magnetic levitation

Magnetic levitation is a way of using electromagnetic fields to levitate objects without any noise. It employs diamagnetism, which is an intrinsic property of many materials referring to their ability to temporarily expel a portion of an external magnetic field. As a result, diamagnetic materials are repelled by strong magnetic fields. This repulsive force, however, is very weak compared with the attractive force due to magnetic fields. Maglev is the means of floating one magnet over another. This maglev system is divided into two types attractive systems and repulsive systems, which are referred to as electromagnetic suspension and electrodynamics suspension. Thus many countries spend billions of dollars to use this maglev system.     

磁记录介质的表面形貌和磁结构的观测

使用磁力显微镜和偏光显微镜观测了硬磁盘，磁光盘，录像带，录音带和磁卡的表面形貌和磁结构，揭示了磁记录介质的信息存储状态，对于不同的记录模式，介质的磁结构截然不同，并且表面平整度也有差别，记录密度越高，介质表面越平整。     

微纳米磁性材料在肿瘤磁感应热疗中的应用

磁感应加热肿瘤治疗与超声、微波、容性射频等其它热疗手段相比具有靶向性强、可自动控温、生物相容性好等优点。它是利用铁磁性物质在交变磁场中升温的物理特性,将磁性物质作为热介质引入肿瘤组织,将肿瘤组织加热到治疗温度。本文主要阐述了微纳米级磁性材料在交变磁场下的产热原理和应用特点,简要介绍了微纳米磁性材料在磁感应治疗技术中的研究现状,并提出尚需解决的问题和发展方向。