电磁检测中的开域电磁场数值计算

该文以涡流电缆偏心检测为例,针对电磁检测中开域涡流磁场难于求解这一问题,根据有限元和边界元的特点,对开域电磁场,采用设定虚拟边界的方法将无界场域分割成闭合的内部区域和开放的外部区域,在两个区域分别采用有限元法(FEM)和边界元法(BEM),在虚拟边界上采用直接耦合方法,使有限元方程和边界元方程得以成功组合,从而获得全域解。该方法避免了利用自然边界划分有限元区和边界元区,使开放的边界元区含有多种媒质及源,造成边界元方程组非对称满阵阶数过高,难于计算的缺点。得出了磁场的分布及其检测对象的涡流损耗。计算结果与偏心量变化的线性关系和实验结果与偏心量变化的线性关系在视在阻抗的物理意义上具有良好的一致性。

EMI滤波器阻抗失配与EMI信号的有效抑制

为了使EM I滤波器的传导EM I信号在其内部得到最大衰减,依据EM I滤波器应具有双向抑制性的基础上,分析了阻抗失配对插入损耗和反射损耗的影响,给出了理想EM I滤波器的确定原则,以及为减小阻抗失配给插入损耗带来的影响,提出了实际设计和选用EM I滤波器时应遵循的最大失配原则。试验结果表明,这一原则对减小阻抗失配给插入损耗带来的影响非常有效。

基于运行模式分析的逆变器功率管开路故障诊断方法

提出一种新型逆变器功率管开路故障的在线诊断与定位方法。该方法在逆变器开关函数模型和运行模式分析的基础上,根据故障和正常状态下桥臂下管承受电压的不同,采用简单的硬件电路来实现,具有成本低、可靠性高、诊断时间短、适用性强等优点。对逆变器的运行模式进行研究,分别对正常状态和上下管开路故障状态时下管电压的实际值进行分析。分析结果表明,与由开关函数模型得到的下管电压估计值相比,上管和下管开路故障将产生不同的误差电压。另外,功率管开关延时、死区时间及测量噪声也会引起误差电压的产生,为了保障诊断的有效性需要加以消除。对于开关延时及测量噪声带来的误差电压,采用阈值比较和脉宽限制的方法将其滤除;同时通过将误差电压与开关信号进行调制,有效地消除了死区时间内的误差电压。给出硬件实现方法,在永磁同步电机矢量控制系统中进行实验验证。该方法不受闭环控制策略的影响,从表现出故障态到诊断输出的时间在10μm以内。

电机驱动系统传导EMI的抑制方法

鉴于传导EMI最终是以电流的形式注入敏感设备形成干扰,为此在分析了电机系统漏电流的传播途径的基础上,提出通过在电力电子器件与散热器之间置入高电导率金属屏蔽层,以此减小两器件寄生电容,降低系统漏电流,实现抑制EMI的目的。实验证明此方法简单有效,具有一定的使用价值。

基于外转子开关磁阻电机的参数优化分析

针对高速运转时开关磁阻轮毂电机的转矩波动问题,基于ANSOFT MAXWELL 2D仿真平台,以3相12/8极外转子开关磁阻电机为例,进行静态和瞬态仿真分析,得到电机的各类特性曲线。参考这些特性曲线,可以在电机高速运行时,通过优化开通角、关断角和定子磁极结构来减少输出转矩波动——这些优化可使开关磁阻轮毂电机的输出转矩更为平顺。

三相电机驱动系统逆变器故障补救与容错策略

电机驱动系统的安全运行得到了研究者的广泛重视。逆变器是电机驱动系统中故障频发的薄弱环节,对目前逆变器的故障隔离、补救和容错方案进行了归纳,介绍了各方案所采用的拓扑和控制策略,并以永磁同步电机驱动系统为例对各容错逆变器的性能进行了对比,其结果可以为提高电机驱动系统安全性设计提供指导。

基于深度学习的液压监测系统蓄能装置故障诊断

为了提高液压检测系统故障识别的准确率,提高对液压系统中的蓄能装置故障的诊断率,提出了一种基于堆栈稀疏自编码器的深度学习算法。该方法采用希尔伯特-黄变换和小波变换对压力信号的特征进行提取,然后对堆栈稀疏自编码器(SSAE)进行训练。将训练好的模型连接Softmax分类器,实现对蓄能装置的最佳压力、压力略微减轻、压力严重减轻、接近完全失效的4类压力状态进行诊断。实验结果表明,该深度学习神经网络比机器学习的准确率更高,可以达到98.3%,能够更好的识别液压系统蓄能装置的故障类型。

基于Maxwell和Simplorer轮毂式SRD分析与研究

由于轮毂式开关磁阻电机的结构特性,使得其电磁关系十分复杂,单独的电机本体建模仿真不能较为准确地模拟其实际运行工况。在Maxwell环境下建立轮毂式开关磁阻电机的有限元模型,联合Simplorer软件,搭建功率变换器和控制电路,进行"场-路"的耦合计算,对电机的启动、稳定运行两工况进行仿真分析,得到其运行特性。联合仿真结果比较准确地反映了电机的实际运行情况,为轮毂式开关磁阻电机调速系统的控制和优化提供了参考。

电缆偏心检测中的场数值模拟及参数研究

在电缆偏心电涡流检测中的无限区域电磁场中,设定一圆形虚拟边界将无限区域分裂为有限区域和无限区域,并在有限区域内运用有限元法（FEM）,在无限区域内运用边界元法（BEM）,在虚拟边界上场量采用直接耦合方法,进行了数值计算,并得出了电磁场的分布及其探头参数对线圈电感和电缆涡流损耗的影响.

PWM电机驱动系统传导共模EMI抑制技术的研究现状

现代工业领域中广泛采用的PWM电机驱动系统,因功率变换器调制策略的原因,将不可避免地形成传导共模EMI,并且其危害程度要远大于差模EMI的危害程度,是EMI问题的研究热点。详细分析了PWM电机驱动系统传导共模EMI抑制技术的研究现状,并在此基础上给出了典型方法存在的不足,及抑制技术的发展趋势。

基于小波分解和样本熵的GA-SVM齿轮箱故障诊断

针对齿轮箱故障信号的复杂性和非平稳性,提出了一种基于小波分解和样本熵的遗传算法支持向量机(GA-SVM)故障诊断方法。采用小波分解对信号进行三层分解并提取其高频系数与低频系数,然后计算其系数的样本熵值并构建特征向量,最后将其输入到经过遗传算法(GA)优化后的支持向量机中进行识别。实验表明,对4种工况下6类齿轮箱状态样本进行分类,通过GA算法优化后的SVM模型具有较高的识别准确率且高于文中其他识别模型。

磁测应力技术的现状及发展

磁测应力是近几年发展起来的最新无损检测技术,分为金属磁记忆检测技术和基于逆磁致伸缩效应的磁各向异性检测技术。该技术适用于铁磁性金属构件失效的早期诊断,特别是在铁磁构件的疲劳强度和寿命评估研究中更具广阔的发展空间。介绍了磁测应力技术的基本概念、特点及国内外的研究现状,分析了目前存在的问题及其发展趋势。

基于AD8302的阻抗测量仪的设计与实现

针对目前市场上阻抗测量仪价格高昂、电路复杂的缺点,该研究采用单片机编程和AD8302幅相检测芯片,设计并实现了一种信号源灵活可调的阻抗测量系统。通过测试,误差在4%以内。该阻抗测量仪对元器件要求精度低,成本低廉,适用于对阻抗测量精度不太高的实际应用场合。

一种永磁有限转角电机的磁场分析

针对用于有限转角机阀开关的有限转角电动机难以采用传统磁路方法设计与分析的问题。基于电磁场理论,分析了一种定子永磁式有限转角电机的工作原理,并利用有限元分析软件Ansoft对其进行了磁场模拟。在永磁体气隙磁密与定子绕组气隙磁密大小相同的情况下,分析电机的电磁转矩随电流及转子位置角变化的关系。仿真结果表明:该种电机定子绕组电流与起动转矩、转矩变化与转子位置角之间在磁路线性区呈线性关系。起动转矩随绕组电流的增大而增大,电磁转矩值则随转子位置角的增大而减小。

电机驱动系统电机端共模电压的研究

这里在详细推导功率变换器直流侧与交流侧共模电压表达式基础上,研究了三相两电平PWM电机驱动系统电机侧共模电压的时域特性、频域特性,及功率变换器与电机之间存在长电缆连接时电机终端共模电压的变化情况。在基于Saber软件对PWM电机驱动系统进行仿真的同时,还通过实验对所给出结论的正确性进行了验证。

感应电机传导干扰频段Π型共模等效模型

脉宽调制(pulsewidth modulation,PWM)逆变器产生的共模电压会在感应电机内部的寄生耦合回路中产生共模耦合的漏电流和轴电流,带来显著的负面效应。为研究PWM驱动系统的共模电磁干扰,在分析电机内部寄生参数的基础上,指出感应电机绕组可视为均匀传输线,且共模电流沿绕组传播时的阻抗为定值。据此提出一种构建感应电机传导干扰频段高频共模等效电路的实验方法,并建立新型π型等效电路,适用于分析和预测PWM电机驱动系统整个传导干扰频段(0.15～30MHz)的传导共模电磁干扰。仿真和实验结果验证了该模型的正确性。

一体化电机系统中传导干扰抑制方法的研究

为了抑制一体化电机系统中的传导干扰,分析了一体化电机系统传导干扰的产生机理及其耦合途径.根据干扰机理、耦合途径及干扰源的分布,分别采取相应的抑制措施.功率器件的电压过冲和电压变化率可以通过缓冲电路来进行抑制.基于传导干扰的耦合途径不同,以变流器为界,前后分别从漏电流和共模电压的角度进行抑制,采用有源滤波来补偿漏电流和消除共模电压.在理论分析的基础上,设计了用于抑制传导干扰的新型滤波器.实验结果证明,增加缓冲电路和滤波器后,一体化电机系统的传导干扰强度明显减弱.

随机载荷作用下微车车身结构疲劳寿命仿真分析

以微型车车身结构为研究对象,合理简化结构后建立车身有限元模型,确定载荷形式后,对车身进行静应力分析。以应力分析计算结果为基础,在动力学软件中计算获取车身承受的随机载荷,结合材料的S-N曲线和线性累积损伤理论,运用Goodman平均应力修正法,对车体进行全寿命疲劳分析,根据车身疲劳分析结果可知,该微型车车身结构疲劳寿命满足强度和疲劳性能要求。

T型微带线间串扰问题的FDTD分析与抑制

T型微带线的串扰是高速电路信号完整性问题中的重要组成部分。采用PML(Perfectly Matched Layer)-FDTD方法首次对T型微带线间的串扰问题进行全波分析,并给出抑制串扰的具体措施。PML-FDTD仿真结果表明,不同的改进结构参数对串扰的影响不同:(1)开口距离S越大线间串扰越小,最多减小10dB;(2)开口角度α越小线间串扰越小,减小幅度最多达14dB。由此得出,在T型微带线上开三角形口,通过改变开口距离S和开口角度α可实现对邻近微带线串扰的有效抑制。

基于IMC数采器的跨座式单轨列车转向架疲劳试验

以跨坐式单轨列车转向架构架为试验对象,在构架危险部位布置应变片。采用半桥路接线法,运用IMC公司便携式数采器CI,对车辆在30,35,40,45 km/h运行速度下危险部位测点的应力时间历程数据实时采集。对采集的数据进行截取、滤波、平滑、迟滞处理及载荷谱无效幅值舍弃后,编制雨流计数程序及材料的S-N材料特性程序,计算出该构架在不同时速、不同滤波情况下疲劳损伤值。根据测试的数据,拟合出损伤值与速度之间的函数关系,预测了转向架构架在不同运行速度下的疲劳寿命。