辐条式磁齿轮电机齿槽转矩抑制

磁齿轮电机具有转矩密度高、转子结构坚固的特点。针对外转子辐条式磁齿轮电机齿槽转矩高等问题,以一台三相18槽28极外转子辐条式磁齿轮电机作为研究对象,利用磁场调制理论对气隙进行解析计算,然后基于麦克斯韦张量法分析外转子辐条式磁齿轮电机齿槽转矩产生的机理,并通过调节槽口角度和转子削角对磁齿轮结构进行优化。有限元分析结果表明,优化后电机的反电动势三次谐波被削弱了53%、齿槽转矩幅值被削弱了93.4%、输出转矩脉动下降了73.7%。有限元分析结果验证了调节槽口角度和转子削角的结构优化方法的有效性。     

基于永磁形状的BLDC永磁电机转矩分析与优化

无刷直流永磁电机因节能高效、便于使用等优势而受到广泛关注。然而,该类电机通常因空载感应电动势波形不理想而具有转矩脉动较大等问题。以24槽4极无刷直流永磁电机为例,基于气隙磁场调制理论分析了转子永磁型无刷直流电机的空载感应电动势等电磁特性,以磁场调制原理中的永磁初始磁动势源为切入点,探讨影响电机空载感应电动势波形系数的因素并揭示感应电动势形成的内在机理。首先,针对24槽4极传统转子永磁无刷直流电机的运行原理和空载气隙磁场进行分析,并根据得出的结论采取永磁体谐波削极的方式优化电机空载感应电动势波形系数,最后通过仿真验证了理论分析和优化方案的合理性。     

异步电机低速电制动控制

阐述了异步电机电制动的控制策略;分析实际应用中低速电制动转矩出现偏差的原因,并通过MATLAB绘制出当定向角度出现偏差时给定转矩与实际转矩在三维空间中的比例关系。为解决低速电制动时由于转子磁场定向偏差引起电机转矩不准的问题,采用基于无功功率模型的转子时间常数自适应控制进行校正。试验结果表明该控制策略可以实现校正转子磁场定向偏差的功能,具有良好的动态性能,可以满足地铁列车的性能要求。     

基于宇称-时间对称光子晶体结构的磁场传感器研究

提出了一种基于宇称-时间(parity-time,PT) 对称结构的磁场检测微腔模型,利用水 基Fe₃O₄磁流体介质层的磁光效应和PT对称结构的光放大效应,当磁场强度发生变化时 ,引 起结构禁带中缺陷模位置的改变。因此,可以通过检测缺陷模位置实现磁场强度的检测。本 文利用传递矩阵法(transfer matrix method,TMM)从理论上分析了结构的透射光谱,在此 基础上对结构周期、介质层厚度、PT对称单元中宏观洛伦兹振荡强度等参数进行了数值优化 。优化后的仿真结果表明,该传感器能够实现有效的磁场磁强检测,磁场强度在0—500Oe 的 范围内,传感器的灵敏度可以达到97.14 nm/RIU,优值和检测极限分 别可以达到10⁴和10－7 RIU。同时, 传感器的分辨率数值最小可以达到0.05 Oe和最 大可以达到2Oe。本文所设计的传感器结构可用于高综合性能磁场强度检测设备的设计。     

X80管线钢拉伸载荷作用下磁记忆效应

为研究X80管线钢的金属磁记忆效应,通过不同载荷水平的板材拉伸加-卸载以及离线磁场测量,结合多项式拟合与矢量分析,得到试件表面磁场长度方向分量极值、法向分量梯度值以及合成矢量的变化规律,并根据应力等效磁化模型对其进行解释。研究结果表明:在加载环境磁场和拉伸载荷的耦合作用下,磁场长度方向分量极值和法向分量梯度值均呈现出单调递增的变化规律,而磁场矢量会发生反转。当载荷在20 k N以内时,长度方向分量极值和法向分量梯度值均随载荷幅值增加而缓慢增加,磁场矢量大小及其与长度方向的夹角随载荷增加而缓慢减小;而当载荷大于20 k N时,长度方向分量极值、法向分量梯度值以及磁场矢量大小均呈线性增加趋势,磁场矢量方向发生反向并逐渐趋于恒定。     

磁场对铁磁试件力磁耦合关系的影响研究

为研究磁场对铁磁试件力磁信号分布规律的影响,对不同附加环境磁场下的45#钢试件进行静载拉伸试验,检测试件表面的磁记忆信号B的大小,并对试件在不同附加环境磁场下的力磁耦合关系进行分析讨论。试验结果表明:在磁场环境作用下B随应力增大而增大,在屈服点附近达到最大值,此后各点B值基本保持稳定;附加环境磁场并未改变力磁信号的变化规律,但可增加磁记忆信号的大小数值,且磁化状态变化量D随着附加环境磁场的增大而增大,当H为240 A/m时达到最大,随后开始减小;在塑性变形阶段,力磁信号表现为先减小后增大的磁化反转现象。故附加环境磁场不影响金属磁记忆技术的定性评价,但影响定量评价,因此可用磁记忆检测技术来判断铁磁试件的力磁耦合特征,对金属磁记忆定量检测的进一步研究具有重要意义。     

磁力线集聚器磁场矢量选择特性研究

针对现有微型传感器弱磁场探测精度不高的问题,通过外置磁力线聚集器,探究该集聚器对磁场矢量的选择特性,来提高磁传感器的灵敏度。在磁力线集聚器上施加不同方向的磁场,利用ANSYS有限元软件仿真进行数值模拟,分析集聚器空气间隙磁场放大的三分量,研究该磁力线集聚器对磁场的矢量选择特性,并针对不同平面矢量磁场,分析磁力线集聚器轴向磁场强度的放大倍数,使用高磁导率材料制作磁力线聚集器。实验表明:将矢量磁场施加在不同平面,磁力线集聚器矢量选择性较好,放大特性较好,在弱磁场环境下,磁测精度有所提高。     

一种主动磁场停车位检测新装置

针对大型停车场中车位检测装置的能耗问题和可靠性问题,提出了一种主动磁场停车位检测新装置;使用永磁体建立主动磁场,通过设计磁路,使得停车位上车辆的存在会改变通过传感器的磁力线的闭合路径,选用低功耗的磁传感器检测通过其本身的磁通量,以输出的磁感应强度值的大小为依据判断停车位上是否停有车辆;计算与仿真结果表明:该车位检测装置可行且检测结果可靠;其克服了地磁场的干扰,解决了能耗问题,成本低,可靠性高,有利于提高大型停车场的管理质量。     

正余弦旋转变压器原边对称补偿机理分析

从正余弦旋转变压器的交、直轴磁场入手,阐述了采用原边对称补偿时的补偿机理．分析表明,与副边对称补偿不同,原边对称补偿时,气隙中交轴磁场仍然是存在的．     

一种适于大型水轮发电机磁场计算前处理的新方法

本文在采用微分法生成四边形网格的基础上,实现了大型水轮发电机有限元计算用的三角单元自动生成。在前处理技术中,提出了采用电机定子线圈轮换数进行源区加电流的新方法。