高温超导直线电动机技术

随着高温超导材料制备技术的进步,应用高温超导块材和带材研制开发直线电动机已具备了核心技术基础。该文总结了已研制出的高温超导直线电动机类型,并建立了它们的结构模型。应用磁场有限元方法,研究了这些不同类型高温超导直线电动机的电磁特性,并设计了实际模型装置进行了试验验证。通过高温超导直线电动机在磁悬浮车及电磁飞机弹射器等交通运输领域中的应用分析,验证了高温超导直线电动机技术在实际应用当中的潜在优越性。     

磁悬浮永磁直线同步电动机的有限元分析

针对数控机床直线电动机驱动系统中动子与导轨之间的摩擦问题,提出采用直接磁悬浮永磁直线同步电动机实现无摩擦进给的方法.该电动机的动子上有两套绕组,一套为推力绕组,用于产生电磁推力;另一套为悬浮绕组,用于产生可控的磁悬浮力.采用Maxwell应力张量法推导了电动机的电磁推力和悬浮力的数学模型,并采用Ansoft对不同永磁材料电动机的电磁推力和磁悬浮力进行有限元分析.计算结果验证了数学模型的正确性,证明了采用磁悬浮双绕组永磁同步电动机实现无摩擦进给的可行性.     

电磁场数值分析方法

文中介绍电磁场分析的重要方法一电磁场数值计算方法。在描述数值计算方法时将一个连续场域离散化有限个区域，对电磁场的微分方程或积分程等效为代数方程进行求解。并简化计算过程然后对这几种不同的电磁场数值计算的方法的优点和不足进行了总结。     

高温超导材料与技术的发展及应用

近一个世纪以来,超导理论、超导材料和超导应用技术已经取得了重大的发展,尤其是新近发展的具有很高实用性能的高温超导(HTS)材料与技术,已开始从实验研究走向实际应用阶段．该文简要介绍了高温超导(HTS)材料的发现历史,阐述了HTS带材、块材和薄膜的制备工艺及特性,总结了HTS材料在强电和弱电领域中的应用发展现状．     

永磁型无轴承电机的设计与运行分析

针对永磁型无轴承电机设计中转矩绕组和悬浮绕组设计的特殊性，提出了一种永磁体厚度优化设计新方法.该方法基于永磁型无轴承电机运行原理，进行了永磁型转子结构、悬浮绕组和永磁体厚度优化的设计.导出了计及定、转子定位偏心的永磁型无轴承电机悬浮力的解析模型，通过对磁悬浮力与悬浮绕组电流和转子偏心关系的电磁场分析，来验证该模型的精确度，并应用该模型建立了永磁型无轴承电机的控制系统.仿真结果表明，该设计方法提高了永磁型无轴承电机的转矩和悬浮性能，降低了设计的复杂性，且样机具有良好的动、静态悬浮特性.     

机电

高温超导电动机 (超心) 中国科学院电工研究所、上海发电设备成套设计研究所和北京有色金属研究总院合作研制成功小型二极高温超导电动机,并进行了原理性试验。该电机由常规转子、超导定子和低温容器组成,定、转子之间机械间隙 0.5毫米,电气间隙 1.5毫米。尺寸Φ 30毫米× 13.5毫米两块钇系高温超导块材对称嵌坎在相对极靴中,与磁轭和磁极头组成定子磁路,运行时磁轭和极靴上的绕组 (33.7mT/A)对其进行先期的直流或脉冲磁化。试验结果表明由于磁通钉扎作用,经过磁化的高温超导块材俘获一定数量的磁通,维持电机高速稳定地运行。该电动…     

基于场路耦合的磁悬浮永磁直线电动机控制系统

为了解决数控机床进给系统的摩擦问题,采用一种磁悬浮永磁直线电动机来实现无摩擦进给.建立磁悬浮永磁直线电动机的电压、磁链、推力和运动的数学模型及控制系统的场路耦合仿真模型,运用Ansoft软件中的Maxwell和Simplorer对磁悬浮永磁直线电动机控制系统进行场路耦合的联合仿真,并研究磁悬浮永磁直线电动机加速、刹车与反向运行过程.仿真结果表明,该磁悬浮永磁直线电动机控制系统具有良好的跟踪和抗扰性能,为深入研究整个系统的相互耦合以及搭建实验平台提供了依据.     

高压直流巡检机器人磁力悬浮方法

针对架空高压直流输电线路轮臂式巡检机器人行走轮打滑及磨损问题,提出了一种基于高压直流磁场的磁力悬浮方法,利用通电线圈在高压直流磁场中所受的安培力使机器人悬浮。通过建立磁悬浮装置物理模型,分析了磁悬浮力与物理模型参数之间的关系;利用COMSOL软件对磁悬浮装置模型进行仿真,将磁悬浮力的仿真结果与理论模型计算值进行比较分析,结果表明模型在不同的系统参数下均能产生符合理论计算的悬浮力;进一步仿真分析防振锤对磁悬浮力的影响,结果表明,防震锤对磁悬浮力影响非常小。最后,根据提出的磁力悬浮模型搭建磁力悬浮最小系统并进行实验,实验结果表明,本文提出的磁力悬浮方法是可行的。     

层叠绕组式磁悬浮永磁直流平面电机PID控制系统研究

提出了一种层叠绕组式五自由度磁悬浮永磁直流平面电机的构想,针对该磁悬浮平面电机中的磁悬浮系统进行了控制系统设计。在对悬浮系统三维有限元分析的基础上利用参数辨识法构建了磁悬浮系统非线性模型;并利用微分几何方法,对磁悬浮模型进行完全精确反馈线性化,设计了PID控制器,并进行了样机控制实验。磁悬浮永磁直流平面电机悬浮高度的控制仿真和实验结果吻合度良好,系统稳态误差在1μm以内并具有优良的跟踪性能。     

层叠绕组式磁悬浮永磁直流平面电机PID控制系统研究

提出了一种层叠绕组式五自由度磁悬浮永磁直流平面电机的构想,针对该磁悬浮平面电机中的磁悬浮系统进行了控制系统设计。在对悬浮系统三维有限元分析的基础上利用参数辨识法构建了磁悬浮系统非线性模型;并利用微分几何方法,对磁悬浮模型进行完全精确反馈线性化,设计了PID控制器,并进行了样机控制实验。磁悬浮永磁直流平面电机悬浮高度的控制仿真和实验结果吻合度良好,系统稳态误差在1μm以内并具有优良的跟踪性能。     

直接磁悬浮直线电动机的三维分析及优化设计

为了消除直线电机数控机床进给系统的摩擦阻力,实现无摩擦进给,提出了一种靠自身产生的磁悬浮力来解决数控机床进给系统悬浮问题的直接磁悬浮永磁直线电动机.采用四面体等参元来建立电机三维场中的基本方程,利用Maxwell3D软件建立瞬态三维有限元分析模型,得到了电机的推力与悬浮力,证明了该直接磁悬浮永磁直线电动机自身可以产生可控的推力和悬浮力.实验结果表明,通过对电机动子尺寸进行优化设计,可以有效地降低电磁力的波动.     

脉冲电子束系统沉积高温超导薄膜研究

高温超导薄膜生长是研究超导现象和超导器件的基础,一直是凝聚态物理研究的一个重要课题。各种各样的薄膜生长方法都被应用于高温超导薄膜的生长研究。采用一种崭新的薄膜沉积设备——脉冲电子束沉积系统(PED)成功制备出了NCCO、LSCO高温超导薄膜,并通过优化沉积参数,获得了具有良好表面形貌和超导转变特性的高温超导薄膜。     

永磁电机二维电磁场计算

永磁电机的结构多种多样,它的磁场是三维分布,计算困难．一般采用二维场计算进行等效,在对多种结构永磁电机电磁场计算的基础上,建立了永磁电机二维电磁场计算模型,同时进行了修正,提高了计算精度,满足了工程实际的要求．     

新型内置式无轴承永磁同步电机设计与电磁分析

传统内置式无轴承永磁同步电机气隙磁密为矩形波分布,谐波分量较大,其系统难以精准调控.首先根据麦克斯韦张量法分析其径向悬浮力控制机理,运用傅里叶变换,对比了传统内置式永磁转子和新型内置式永磁转子等3种转子结构的气隙磁密和谐波分量;其次采用参数化有限元法,比较了3种转子结构悬浮绕组电流和悬浮力关系.最后,将电机模型和外部电路进行联合仿真,分析了新型内置式转子结构瞬态电磁场运行工况,在设定电机模型为转速为15 000r/min、输出功率为4kW的情况下,计算定子绕组空载感应电势波形,验证了径向悬浮力控制原理.     

大型磁悬浮地球仪控制系统的研究

利用电磁学、电子学和控制理论对磁悬浮地球仪的工作原理进行了分析,建立了系统的线性化数学模型,在Matlab7．0中建立了Simulink仿真模型,对电路参数进行了分析。设计了基于模拟PID控制的电路,该电路结构简单,易于调整。系统采用电磁永磁混合支撑,用永磁铁产生的磁场代替电磁场提供静态偏置磁场,可减小偏置电流,从而降低系统功耗,使一个直径100cm、质量25kg、悬浮间隙40mm的地球仪稳定悬浮。     

永磁同步电动机气隙磁场分析

永磁同步电动机设计计算的关键是其铁耗的计算,铁耗计算的基础是对该种电动机永磁磁密的分布规律有一个正确的认识。本文采用解析方法和电磁场的数值计算方法对永磁同步电动机的气隙磁场进行分析,并与感应电机进行对比研究,以获得该种电动机气隙磁密的规律性的认识,为永磁同步电动机的铁耗计算做准备。     

永磁同步电动机气隙磁场分析

永磁同步电动机设计计算的关键是其铁耗的计算,铁耗计算的基础是对该种电动机永磁磁密的分布规律有一个正确的认识。本文采用解析方法和电磁场的数值计算方法对永磁同步电动机的气隙磁场进行分析,并与感应电机进行对比研究,以获得该种是气隙磁密的规律性的认识,为永磁同步电动机的铁耗计算做准备。     

用有限元法计算永磁电机磁场

本文介绍用有限元法计算稀土永磁电机磁场,着重讨论稀土永磁材料的数学模型及其在有限元法中的应用。给出永磁电机中几种常用永磁结构的等效面电流密度计算公式。通过几台典型永磁电机的磁场计算与试验结果比较表明,给出的永磁体模型及其在有限元法中的处理方法,在工程上足够精确与方便。本方法可推广到其它含有稀土永磁体的电磁装置的磁场数值解法中。     

斥力型磁悬浮平台建模及仿真

针对吸力型磁悬浮平台尺寸大、刚度低以及承载力小等缺点,提出一种斥力型磁悬浮平台。采用等效方法推导出永磁导轨对悬浮永磁体和悬浮电磁铁的磁斥力数学模型,并通过实验验证了该模型的准确性。通过对计算实例的Matlab仿真分析,表明所建的磁斥力模型是可控的,可实现斥力型磁悬浮平台的稳定悬浮。     

永磁力矩电机磁钢径向力的分析与计算

通过对永磁力矩电机转子磁钢产生的径向力的分析，给出了磁钢径向力和电机转子是否需要绑扎的临界转速的计算方法。利用有限元法求解了电机磁钢和气隙磁场。并通过实例计算出了电机磁钢径向力和临界转速。