一种永磁同步电主轴转矩脉动和电磁力波的抑制方法

针对磁极为平行充磁且两边平行的表面式永磁同步电主轴存在转矩脉动和径向电磁力波的问题,提出一种磁极结构优化方法以抑制转矩脉动和径向电磁力波。基于等效面电流法建立磁极表面半径为任意值的永磁同步电主轴转子气隙磁场的解析模型;综合研究转子气隙磁场对定子开槽电主轴转矩脉动、径向电磁力波的影响;在最小气隙长度不变的前提下,确立优化目标(气隙磁通密度的谐波和幅值),并通过迭代计算的方式得到满足不同优化目标的永磁体磁极结构方案(方案一结构和方案二结构);最后,通过有限元法验证转子气隙磁场解析模型的有效性,并对原结构电主轴、方案一结构电主轴和方案二结构电主轴的转子气隙磁场谐波、转矩脉动、齿槽转矩、平均转矩和径向电磁力波进行对比分析。结果表明:该优化方法可以得到满足不同优化目标的永磁体磁极结构方案,实现原电主轴指定阶次磁通密度谐波、转矩脉动和径向电磁力波的综合抑制。     

带极堆焊带极电流磁控技术的试验研究

利用模拟带极堆焊状态下带极电流对控制磁场存在与否及强度、位置变化的反应,应用电工学原理分析带极堆焊磁控技术。结果表明,在相同的电流、电压参数条件下,磁控装置的磁极所处位置、磁场强度会直接影响带极电流的分布,造成电流在带极宽度方向上的改变。由此推断堆焊时电磁控制是磁场对电流分布状态的控制,进而控制电弧在带极宽度方向上的均匀性和稳定性,保证宽带极的稳定堆焊。     

电器数值计算的有限元素法基础（二）

1．4时变场的方程式前面讨论了电磁场的分类，导出了直流场方程式，在那些情况下电场和磁场独立地存在着，因而可以分开研究。在电荷或电流随时间变化时，产生的电场和磁场也随时间变化，这时的电场和磁场不再是互相无关的了，随时间变化的电场要在空间产生磁场；随时间变化的磁场也要在空间产生电场，电场和磁场构成了统一的电磁场不可分割的部分。但是，这里讨论的时变场是缓变的电磁场。因为快慢是相对的，所以应该将“缓”这个字的含意加以精确化，说明怎样的变化才是“缓变的”。如果物体或电荷的运动速度V满足：V＜＜c，则认为这样的…     

静磁场对硫酸盐还原菌生物膜形成过程的影响

采用铂片微排电极研究了硫酸盐还原菌(SRB)生物膜在有无磁场环境下的电化学行为。结果表明:无磁场下铂片电极表面覆盖一层很厚的生物膜,通过显微镜观察厚度为141.4μm,生物膜电阻较大,生物膜脱吸附过程进行时间较长,生成的腐蚀性产物较多。磁场存在下SRB细菌不容易在铂片电极表面吸附,进而形成的生物膜较薄(厚度为67.06μm),生物膜在很短时间内达到了脱吸附平衡状态,从而生物膜内腐蚀性物质较少,对基体的腐蚀作用较弱。电荷传质电阻Rct表明,磁场的引入极大地阻碍了电极表面电荷的运动,从而影响了电化学过程的顺利进行。     

宽带极电渣堆焊的磁场控制

利用外磁场控制克服大电流、宽带极电渣堆焊引起的咬边和成形不良是一种有效的方法。在分析不同磁控方式使用效果的基础上,试制并应用了方便可调的通电线圈的磁控装置;阐述了磁极位置、磁控电流、焊接规范对磁控效果的影响;提出了应用磁控应注意的问题。     

八探针方法测量磁阻效应

本文提出八探针方法用来测量薄膜的幅度磁阻(MMR)和各向异性磁阻(AMR)。测量时,外加磁场方向不变,通过改变电流方向来改变磁场和电流方向的夹角,分别测得薄膜处于同一磁化状态下的电流和外场相互垂直或平行时的电阻。通过在不同幅度磁场下的测量,可以得到AMR随外加场幅度的变化以及电流和外场相互垂直或平行时随外加场幅度变化的MMR。     

非对称V形内置式永磁同步电机电磁特性分析

非对称磁极内置式永磁同步电机可以在不降低电磁转矩的情况下有效降低齿槽转矩和转矩脉动，拓宽调速范围，电机结构可靠，制作难度低，在转矩性能要求高的场合具有广泛的应用前景。为研究非对称磁极转子磁场偏转后引起的电机电磁特性的变化，建立了新的数学分析模型，结合有限元分析方法对不同磁极结构永磁同步电机的电磁性能展开分析。仿真结果表明：非对称磁极结构可有效降低内置式永磁同步电机的转矩脉动和齿槽转矩；磁极正向偏移后在最大转矩电流比控制策略下具有更宽的恒功率区调速范围。最后，给出了非对称磁极永磁同步电机在实际工程应用时控制策略的实现方法。     

电永磁夹紧方法及其影响因素

介绍了一种可用于夹紧或吸附工件的电永磁磁极结构,及其充磁、退磁的工作原理。对电永磁磁极进行了建模和有限元分析,计算了磁极的磁吸附力。模拟分析了磁极在充磁和退磁后的磁场分布情况,以及铷铁硼磁体、铝镍钴磁钢等的磁感应强度。分析了影响磁场强度的主要因素,并给出设计参数的选取方法或建议。有限元计算得到的磁吸附力与实验测试数据相吻合,表明,采用电永磁建立的吸盘可以满足压力机上的模具夹紧力要求。     

大承载力径向电磁轴承的建模设计与分析

根据10 kW·h储能飞轮对支承系统的大承载力要求,提出12磁极E型径向电磁轴承结构,分析磁极个数对于支承性能的影响,建立12磁极径向电磁轴承的电磁力数学模型,并基于此对电磁轴承的结构展开设计。基于有限元软件,进行不同控制电流下的电磁轴承磁场分布仿真。基于所设计的径向电磁轴承试验台,进行不同间隙状态下的电磁力试验,仿真和试验分析结果验证了所提出磁轴承结构的合理性和可行性。     

磁场对铁极化行为影响的瞬时效应和记忆效应

用电化学方法研究了磁场对Fe/水溶液体系极化行为影响的时间效应。结果表明,磁场影响的时间效应与电极反应的控制过程有关:对物质输送过程的影响是瞬时效应,对电荷输送过程的影响是记忆效应。     

磁力光整加工ZrO2陶瓷材料磁极头设计及仿真

磁力研磨是光整加工ZrO_2陶瓷材料的重要方法,但由于陶瓷材料的高强度及脆硬性,用一般开矩形槽的磁极头研磨加工ZrO_2存在着研磨效率低,加工效果不理想等问题。因此在设计磁极头时,采用N45永磁极作为材料,设计开环形槽,由底部向上拔模至一定深度,由此设计的磁极来加工ZrO_2陶瓷材料,利用ANSYS仿真了磁极开环形槽与矩形槽的磁场强度分布。结果表明:环形槽磁极的磁场分布较集中,并且开锥度后磁场分布较强。通过试验验证,磁极头开环形槽能够改善磁场梯度分布,提高研磨压力。研磨20 min后,ZrO_2陶瓷材料的表面粗糙度从1.7μm下降到0.45μm,加工效率显著提高,表面质量明显改善。     

铁磁材料电磁超声无损检测数值模拟

电磁超声无损检测由于具有无需耦合剂、检测速度快、效率高等优点而被应用于众多工程领域。文章研究了碳素钢电磁超声无损检测数值模拟中的重点问题——磁性材料内部磁场分布的数值模拟方法。以麦克斯韦方程组为理论基础,基于等效磁极化法开发了铁磁材料内部的磁化强度计算方法和程序。数值模拟中采用有限元-边界元混合方法,并采用等效电流模型计算永磁体磁场分布,以实现铁磁性材料内部三维静态磁场数值模拟。通过对数值模拟结果的分析及与ANSYS计算结果进行比对,验证了方法的有效性。     

抑制高速GMAW驼峰焊道的外加磁场数值分析

当熔化极气体保护焊的焊接速度高于一定临界值时,会出现驼峰焊道成形缺陷.为防止驼峰焊道的出现,通过外加磁场与熔池中的焊接电流相互作用,产生指向熔池前方的电磁力,抑制熔池中后向液体流的动量从而抑制驼峰的产生.通过建立焊前工件上外加磁场的三维模型,计算了工件上的外加电磁场分布.提出热-磁耦合分析方法,实现焊接过程中熔池内外加电磁场的数值计算.结果表明,高速焊过程中,外加磁场主要以横向磁场分布在熔池区;焊丝与磁极间的距离会显著改变熔池内外加横向磁场的分布.     

螺旋磁场对Pb-Sn合金成分偏析的影响

测试分析新型电磁搅拌器内螺旋磁场和旋转磁场的磁感应强度、分布和作用规律,研究螺旋磁场对Pb-80%Sn过共晶合金凝固组织影响的作用机理,并与无磁场和旋转磁场条件下合金凝固组织的形貌特征及成分分布进行对比分析。结果表明:螺旋磁场相比于旋转磁场可以在铸锭内部更大区域内形成均匀搅拌,更易于破碎和细化枝晶组织,既能促进椭球或球状晶的生成,又能更好地改善宏观偏析;在频率一定的情况下,初生相晶粒尺寸随着励磁电流的增大而减小;当励磁电流为125A时,旋转磁场和螺旋磁场细化晶粒的效果最好;继续增大电流,晶粒产生粗化;螺旋磁场可基本消除成分偏析,并在较小励磁电流(100A)下达到采用旋转磁场(125A)时的最佳搅拌效果。     

磁粒研磨Al 2024细长管的机理及试验研究

目的探究磁粒研磨过程中外部磁极的不同排布方式对Al 2024细长管内表面研磨质量的影响,寻求一种最佳的磁极排布方式。方法首先,在理论上分析了磁粒研磨细长管的基本原理;其次,利用ANSYS软件的磁场模块对磁极的三种排布方式进行模拟,得出不同的磁感应强度曲线,通过分析曲线的变化规律来探讨磁极排布方式对研磨效果的影响;再次,设计了试验装置,对理论和有限元仿真结果进行了验证试验,通过观测内表面粗糙度值和微观形貌,对比了试验效果。结果随着磁极夹角从90?增大到180?,磁感应强度逐渐减小,有效磁场区域逐渐减小。较小的磁感应强度使得磁性磨粒在磁场中受到的研磨压力变小,磁性磨粒易于受离心力作用甩出加工区域,参与研磨的数量变少,研磨质量降低;变小的有效磁场区域使得磁性磨粒受力区域减小,被磁化的数量减少,参与研磨的数量减少,研磨质量较差。研磨时间10 min后,从试验结果中可以看出,当磁极90?分布时,表面粗糙度值下降最大,从原来的0.66μm降至0.12μm,表面的凹坑和纹理缺陷被去除,表面形貌均匀且光泽度较好。结论磁粒研磨Al 2024细长管内表面时,调整磁极排布可以提高加工区域的磁感应强度和增大有效磁场区域面积,继而提高磁性磨粒的作用效果,促进研磨的有效进行,保证较好的研磨质量。     

矩形脉冲电流退火与激励电流对Co基非晶带巨磁阻抗效应的影响

利用矩形脉冲电流对Co_(66.3)Fe_(3.7)Si_(12)B_(18)非晶带进行退火处理,研究了退火电流密度对非晶带巨磁阻抗效应的影响,同时研究了激励电流频率对退火处理后的非晶带巨磁阻抗效应的影响。结果表明,该非晶带的特征频率为1.4 MHz。最大巨磁阻抗所对应的磁场随激励电流频率的增加逐渐向高磁场方向移动。     

磁场电流对TA2钛合金焊接接头组织和性能的影响

将纵向磁场引入到钛合金的非熔化极钨极氩弧焊(TIG)中,焊接过程中调节磁场电流的大小,通过对不同磁场电流下焊接接头进行相应的拉伸试验、硬度试验和显微组织分析,探究磁场电流对焊接接头的力学性能和显微组织的作用规律。结果表明:外加磁场可以提升焊接接头的综合性能,当磁场电流为6 A、频率为20 Hz时,焊接接头的力学性能达到了最佳值,此时抗拉强度为452.6 MPa,伸长率为29.84%,硬度为351 HV,焊缝显微组织的细化最明显。     

四极磁场机

一、四极磁场机的结构四极磁场机设计的目的，是使园环形的合金体经过磁场热处理后，成为满足磁性要求的，具有对称的四个磁极的永磁体产品（见图1）。为此，四极磁场机应具有分布均匀、大小相等，并完全对称的四个磁极极头，四个磁柱和形成磁回路的轭铁，四个套在磁柱上的激磁线圈，以及有关的附属设备（见m2）二、磁路设计1．设计要求：磁场间隙为100mm时，磁场强度＞O．3T。2．磁极极头尺寸的给定：即对称的四个极中面对着的两个极间的距离，四个磁极极头之间必须留有一定的间隙，因此给定极头前面宽为80mm。极头的高是由每次处理件的大…     

AX-320弧焊发电机附加电流衰减装置

AX-320直流弧焊发电机不具备电流自动衰减功能,常出现手工氩弧焊的弧坑缩孔问题。为消除这一问题,对AX-320直流弧焊发电机做了简单的改装,使该类焊机有了电流衰减功能。 AX-320弧焊发电机是三电刷裂极式发电机。它有四个磁极和两个辅助磁极,激磁线圈有两个,其中一个为不可调绕组,分布在一对交极(N_2S_2)和一对主极(N_1S_1)上。另一个是可调绕组,分布在一对交极(N_2S_2)上。     

基于纵向磁场控制的大直径空心螺柱焊接工艺

采用电弧螺柱焊方法对外径20 mm、内径10 mm的空心螺柱与45钢板材进行焊接,研究了旋弧磁场对接头显微组织特征及力学性能的影响. 结果表明,在纵向旋弧磁场作用下,电弧中电荷受洛伦兹力作用呈螺旋运动,接头外观成形得到改善. 受磁场控制的电弧持续搅拌熔池,改善了焊接热循环条件,影响了熔池凝固结晶过程. 接头中先共析铁素体呈有规律的网状分布,珠光体也变得细化. 接头温度梯度减小使得固态相变时间增长,母材侧热影响区马氏体数量显著下降,热影响区宽度变小. 但旋弧磁场电流过大时焊接过程飞溅倾向明显增大,焊缝中气孔增多. 在焊接时间1 400 ms、焊接电流800 A、旋弧磁场电流0.43 A时,电弧在空心螺柱端面充分燃烧,接头抗剪强度可达到325 MPa.