基于改进GWO-BP神经网络的电磁线圈温升预测

针对差速器运转时电磁线圈温升的非线性与复杂性以及传统BP神经网络在预测中存在的问题,采用改进后的灰狼算法(gray wolf optimization,GWO)对BP神经网络进行优化,并根据室温环境下现场跟踪试验的数据建立以运行时间、直流电流、运转功率为输入,以某型电子锁式差速器电磁线圈连续工作8 h后的实时温度与初始环境温度间的温升差值为输出的网络预测模型。选取平均绝对误差(mean absolute error,MAE)、平均绝对百分比误差(mean absolute percentage error,MAPE)、均方误差(mean square error,MSE)作为系统评价指标,分别与传统BP网络模型、粒子群算法优化后的网络模型(PSO-BP)进行对比,结果表明GWO-BP神经网络模型具有更好的预测能力和更小的误差精度。为实现汽车轴间差速器上电磁线圈温升变化的精准预测提供了方法和思路。

飞机开关类器件电磁线圈反向电动势冲击危害与线路系统防护研究

由于飞机线路系统对开关类器件电磁线圈反向电动势缺少有效的防护,导致引发的安全问题日益严重。借助机上某型继电器烧蚀故障案例,研究了反向电动势产生机理与潜在传播通路,分析了在电磁线圈、触点和电路板等器件上造成的损伤模式。通过仿真模拟和实物测试,制订了针对不同部位的防护措施,给出了防护器件的选型依据,验证了防护效果。研究结论对指导部队外场维护与排故、督促设备厂商产品优化具有一定参考价值。

同步感应式电磁线圈推射系统设计研究

电磁推射采用脉冲电流推进,无需化学燃料,对平台无影响,可重复使用,是一种新型推进装置,其中感应型电磁线圈推射是一种重要方式,其通过驱动线圈产生的磁场加速抛体,且抛体与发射管无接触,避免了烧蚀问题,具有较长的使用寿命。文章结合同步感应式电磁线圈推射系统技术特点,针对6kg模拟载荷推射需求,通过ANSYS仿真设计,验证了该系统用于电磁推射的可行性。研究结果表明:(1)9级线圈加速过程中,电枢和载荷受到的最大推力为16.91kN,受到的最大过载为198.87g,满足不超过200g的推射设计需求,载荷以最大速度36.58m/s出膛,满足不低于35m/s的推射初速要求;(2)载荷分离后,电枢受到线圈反向力的作用,在32.2ms后减速到0m/s,开始反向运动,实现电枢回收至发射筒内,便于下次试验重复利用。全系统发射效率13.61%,有效载荷发射效率9.39%。以上研究为6kg模拟载荷低成本高效投送及快速批量部署提供了技术支撑。

车用电磁线圈匝间耐压测试方法初探

电磁线圈作为车用电磁执行器、各种电动机的基础零件,匝间或层间耐压指标的稳定性直接影响电磁执行器和电动机产品的运行可靠性。匝间或层间耐压测试有多种方法,影响因素也很复杂。选取了典型结构的线圈产品,用不同测试方法对不同测试环境条件的试验结果进行比较,确定了生产线中检测效率高、缺陷发现准确的测试方法,显著提高了产品质量。

面向微电磁线圈制备的硅表面电流体喷印行为研究

针对硅衬底上的电流体喷印行为,探究了喷印参数与衬底属性对喷印过程及结果的影响,优化了喷印参数,并成功在硅衬底上制备了平面电磁线圈。研究结果表明:喷印参数对动力锥射流的形成及最终图案形貌具有显著影响;偏置电压影响墨滴累积量,幅值电压影响射流稳定性,喷印高度影响电场力,而喷印频率和占空比则影响沉积效率和线宽;衬底表面浸润性对墨水沉积线宽具有显著影响,线宽随接触角的降低而减小。此外,针对方形线圈转角处易出现的墨水堆积问题,提出了喷印路径的优化方案,即对方向线圈转角处进行圆角处理,有效提升了线圈结构的一致性。最终,基于上述研究在硅表面制备了形貌均匀、一致性良好的电磁感应线圈,该线圈在mT级磁场测试中展现出良好的线性度。

基于多电磁线圈天线的电气部件状态监测研究

利用低频电磁辐射场对电气元件进行状态监测和故障诊断。其主要目的是建立接收线圈阵列,对电气部件周围的辐射电磁场进行检测和监测,并将其应用于各种电力元件的状态监测和故障诊断。提出了一种柔性三维印刷线圈天线,用于电机故障检测。首先,以捕获组件中最敏感的杂散场为目标,找到线圈天线的最佳位置。再利用有限元方法,首先对正常状态下机器周围的磁场进行天线最敏感位置的识别。然后,在元件内部的线圈和绕组发生短路时,观察电机的磁场。磁场谐波阶数幅值的变化有助于识别短路故障。最后,根据正常磁场和故障磁场振幅的变化对结果进行比较,并发送到信号处理单元进行诊断。

电磁线圈发射器环氧材料高温老化特性研究

因工作在脉冲大电流、高温、大冲击力等极端条件下,电磁线圈发射器容易老化失效,甚至发生结构损坏。为此,对电磁发射器3240玻纤/环氧复合材料在高温下的老化特性进行了研究。将试样放置于110、130、150℃恒温箱中进行热老化处理,并对热老化试样进行了质量损失、抗冲击强度与弹性模量测试。结果表明:老化时间和温度的增加,均会使试样质量损失率增大,抗冲击强度和弹性模量减小。通过扫描电镜以及红外光谱分析可知:在高温环境下,环氧树脂的氧化分解导致其分子链断裂,破坏了其原有的分子空间结构,使其表面出现裂纹等缺陷。上述研究结果可以为电磁发射器温度老化研究提供参考。

基于环形电磁线圈的轮轨增压方案

针对列车制动时黏着力不足的问题,基于车轮结构和电磁学基本原理提出一种固定在转向架上的环形电磁线圈方案。该方案利用电磁线圈磁化车轮,使其对轨道产生垂向吸力以增加轴重。对所提方案设置内嵌环形线圈励磁模型和外置环形线圈励磁模型,并基于Ansoft Maxwell电磁场分析软件分析了两种模型的磁感应强度、垂向电磁吸力等参数。计算结果表明:在内嵌环形线圈励磁模型中,轮轨的增压效果不明显,其增加轴重的调节效果不显著;而在外置环形线圈模型中,轮轨接触位置产生了更稳定的励磁作用,轮轨处可获得较大的垂向电磁吸力,车轮增压效果明显。

磁致伸缩微小驱动器驱动电磁线圈的设计研究

激励磁场强度对磁致伸缩驱动器驱动位移的大小具有决定作用。对于微小磁致伸缩驱动器 ,如何进行驱动线圈的整体设计 ,使小尺寸线圈产生较大磁场强度是本研究的主要目标。通过优选电磁线圈参数Gcoil确定线圈几何结构尺寸 ,并通过建立磁场强度Hcoil与电磁线圈的电流密度Jcoil进而与电磁线圈线径 之间的关系模型计算和优选电磁线圈线径来提高线圈电磁转化率 ,从而增大激励磁场强度是研究的具体方法。针对 7mm× 2 0mm的Terfenol D试样确定驱动线圈几何参数Gcoil=0 .17,线圈电流密度为最大时的线径 =1mm。 1mm线径的电磁线圈 ,经ANSYS计算 ,比线径为 0 .5mm线圈产生的磁化强度提高了 2 5 %

两种无人机电磁线圈发射系统设计对比研究

文章针对9kg折叠翼式无人机推射起飞需求,分别采用异步感应式和同步感应式电磁线圈推射系统进行仿真设计,并结合线圈推射系统技术特点和无人机起飞需求,对两种推射系统在无人机起飞过程中的优劣进行对比分析。研究结果表明:(1)同步在加速平滑性、电源系统轻小型化、电枢载荷分离方式上要优于异步;(2)异步使用的电压等级低,产生的磁场环境要小于同步,对无人机内部电气元器件的影响要小。

舰载导弹电磁线圈垂直发射方案设计

目前和未来一段时期内,国内外的导弹发射基本方式仍然是倾斜热发射和垂直"热"、"冷"发射,这些发射方式在不同程度上存在反应时间长、性价比不高、容易暴露等不足。为了适应未来战争需要,提出了一种新型舰载导弹电磁线圈垂直发射器,阐述了该发射器的结构组成和发射机理,建立了其物理模型和数学模型。分析了发射器系统参数的设计流程,提出了系统参数设计方案;以某型舰载导弹的发射要求为指标,利用建立的动态仿真模型计算确定了该发射器的结构和电路参数,实现了导弹电磁发射方案的设计。

电磁线圈发射器相似模型研究

模型实验是研究电磁线圈发射器工作特性的有效方法,将模型实验结果应用于电磁线圈发射器原型的研究,必须要弄清模型与原型各物理参数间的相似关系。以电磁线圈发射器数学模型为基础,根据相似理论推导出电磁线圈发射器模型与原型各物理参数的相似关系,设计一种新型的电磁线圈发射器并对该发射器的相似模型进行仿真研究。研究结果表明:电磁线圈发射器各物理参数的相似系数均可由尺度比例系数表示且与尺度比例系数成函数关系,电磁线圈发射器相似模型是成立的。

电磁线圈炮计算程序的收敛性与实验验证

根据电磁线圈炮中推力线圈与电枢之间的感应耦合方程和电枢动态响应方程,考虑发射过程中推力线圈和电枢的欧姆加热,开发了电磁线圈炮的计算程序,给出了程序的算法和流程。分析了程序的收敛性,认为最大时间步长和电枢最大网格均依赖于驱动脉冲波形的上升时间。通过模拟结果与单级线圈炮实验测量结果的比较,验证了程序的有效性。模拟的线圈电流波形与实验波形吻合较好,模拟的出口速度比测量速度大约6.5%。程序收敛性和有效性的验证表明该程序可用于电磁线圈炮系统的初步设计。

一种新型电磁线圈发射器的动态特性

传统电磁线圈发射器对电枢的推力主要来自于侧面的螺旋线圈,而在底部没有直接的物体作用。设计了一种新型电磁线圈发射器,在底部增加一个圆盘线圈,在筒状电枢的尾部增加一个圆盘电枢。介绍了新型电磁线圈发射器的组成和工作原理,对发射器模型和外接电路进行场路耦合分析,得到了线圈电流、电枢加速力和速度等动态特性;把场路耦合得到的线圈电流结果加载到发射器三维有限元模型上进行磁-结构耦合分析,得到了线圈的应力分布规律。结果显示新型电磁线圈发射器在发射器第一级中电枢同时被两个线圈推动向前运动,产生的推力更大,适合大质量物体的发射。

大载荷电磁线圈发射器相似条件研究

建立了大载荷电磁线圈发射器的数学模型,结合相似原理推导了原型发射器与缩比模型各动态特性参数间的相似关系。根据实验条件确定了原型与缩比模型的相似比例系数并建立了EMCLHL缩比模型,通过仿真计算得到的结果证明了原型和缩比模型动态特性规律呈比例关系,且满足模型设计条件中各物理量的相似比例关系,相似模型条件是成立的。

美军电磁线圈发射技术发展综述

电磁线圈发射器具有弹丸和炮管无机械接触、力学结构合理、效率高、适于发射大质量载荷等优点。20世纪90年代以来美国在多个方向开展了电磁线圈发射技术的研究,该文主要介绍美国电磁线圈发射技术在军事领域的三个应用:电磁迫击炮、电磁飞机弹射系统和电磁导弹助推器。从美国电磁线圈发射技术的发展现状可以看出,电磁线圈发射技术主要应用于发射低速大质量弹丸,具备高储能密度及快速充放电特性的高功率脉冲电源仍是制约电磁线圈发射技术的关键因素,同时精确的同步控制技术和新材料技术的发展将扩大电磁线圈发射技术的应用领域并加快其实用的步伐。

多阶段活塞式磁流变阻尼器的电磁线圈研究

分析磁流变阻尼器采用多阶段活塞式结构的优点,系统地研究磁流变阻尼器的电磁线圈特性。基于有限元软件构建磁流变阻尼器的仿真模型,分析得出在并联的电磁线圈中通入方向相反的电流,可以最大程度地提高磁路利用率。调整磁路中有效长度的分布和改变活塞齿槽断面为梯形结构,可以改善磁通的分布,确保整个阻尼通道内部的磁感应强度分布的均匀性。

载流电枢电磁线圈发射器运行特性分析

电枢是电磁线圈发射器能量转换的关键部分,以此为研究对象,提出串联载流电枢发射器和并联载流电枢发射器的结构模型,通过分析2种载流电枢发射器的工作原理和结构特点,得到了系统微分方程,并利用MATLAB建立了载流电枢发射器的系统仿真模型,分析了发射器的运行特性。分析结果表明,载流电枢发射器发射过程无拖拽效应,串联载流电枢发射器适于载荷在20 m/s以下的加速段使用,适于选用低压的电容器电源;并联载流电枢发射器可用于载荷在50 m/s以上的加速段使用,适于选用高电压电容器。研究结果对电磁线圈发射器电枢结构设计具有一定的指导意义。

直流电弧炉炉内电磁线圈的作用分析

运用电磁理论，分析了设置在炉内电磁线圈所产生磁场对电弧的作用力，并通过实验，得出线圈产生的磁场有抑制和减轻偏弧，散弧和弧软的作用．在磁场的作用下，直流电弧更加挺直、稳定。

电磁线圈的动态电磁关系分析及应用

通过对不同情况下电磁线圈的感应电动势和动态阻抗的分析,得到了因励磁电流和动态间隙而产生的感应电流的表达式,并对其合理性进行了分析.将动态电磁关系应用到电磁支撑装置中,得到了不同情况下电磁支撑装置的附加支撑刚度参数和附加阻尼参数的表达式,从而合理地解释了在参数识别实验中电磁支撑装置存在附加阻尼参数的现象.