伺服阀旋转直驱超声电机机理与特性

针对某旋转直驱式伺服阀对驱动电机小长径比紧凑型结构形式的设计要求,从伺服阀功率级200 Hz动态响应需求出发,设计了一款环形行波型超声电机。分析了超声电机的基本工作原理并建立了超声电机定子转子摩擦传动模型,搭建了超声电机特性测试实验台并进行了转矩-转速测试,实验结果与仿真结果一致,验证了电机设计的合理性。在此基础上,进行了超声电机驱动频率和驱动电压的影响特性分析,结果表明超声电机在49.8 kHz的驱动频率下具有最大的工作效率,驱动电压大于110 V时可以满足伺服阀转速与转矩工作需求,并且在49.8 Hz的驱动频率和110 V驱动电压条件下可以接近最大的工作效率。

造纸技术中一种小型电机的启动测试

电机受研发和生产等各种因素影响,其性能参数与指标会发生变化。造纸技术中小型电机的启动测试是非常重要的一步。启动测试能在电机运行的初始阶段将电机的各种性能参数进行检测,避免在电气设备运行过程产生安全问题。基于此,介绍电机测试技术及发展趋势,以微型直流电机为研究对象,重点介绍小型电机的启动测试。该测试系统包括硬件设计、软件设计、仿真模拟及调试分析,采用PLC-1200控制器实现的小型电机的启动测试系统全过程自动化有助于提高生产效率并减少安全隐患。

电机设备三维隔震试验研究

针对核电设备设计研制了三维隔震支座,以核电设备常用的电机为例,对其三维隔震性能开展了振动台试验研究,获得了电机设备典型部位的隔震动力响应,通过对比振动台台面数据与设备测点位置的数据来验证隔震支座的隔震效果。结果表明:随着输入地震动峰值增大,隔震支座的隔震效率差别微小,隔震效果比较稳定,说明隔震支座对电机设备起到了良好的隔震作用。

高压断路器操动机构驱动电机及其控制技术研究

高压断路器操动机构用电机驱动提高了断路器运行的可靠性与可控性,因此设计了一套适用于126 kV真空断路器的电机操动机构。基于操动机构动力学分析结果确定驱动电机转矩、转速要求,提出一种有限转角永磁无刷电机设计方案,研制样机进行联机试验完成动作要求检验。在此基础上,设计分段转矩控制策略,结合驱动电机输出转矩需求将操动机构的运动过程分为4个阶段,从降低触头碰撞、避免预击穿现象发生、提高断路器工作可靠性角度对各阶段电机输出转矩进行动态调节。结果表明:所研制的驱动电机配合分段转矩控制策略,在保证灭弧室对操动机构动作时间、动作速度要求的前提下,实现了操动机构的运动过程优化和工作可靠性提高,促进了断路器智能化操作进程。

高温快速地层压力测试仪研制与应用

随着勘探井向深井领域发展,高温深地深海小直径井眼油气的开发成为必然。快速地层压力测试仪是通过对地层压力测量来分析计算地层渗透率及储层有效性的仪器,但现有仪器不能满足4.5in*小直径井眼及耐温205℃的作业要求,测压时抽吸速度不可控,无法实现恒流抽吸,导致测压精确度低。高温快速地层压力测试仪各功能短节模块化设计,其液压动力与精密抽吸短节高度集成、推靠坐封短节结构紧凑,这使仪器的长度和直径得以减小;采用耐高温电子元器件和高温厚膜封装技术,实现仪器耐温205℃的技术指标;采用直流无刷电机精密控制技术实现对超低渗透率等复杂地层流体的恒流抽吸、精准测压。高温快速地层压力测试仪经过高温和可靠性测试及实井作业验证,该仪器具有尺寸小、集成度高、可靠性好、耐高温的优点,解决了高温复杂井况测压问题,具有较好的应用前景。

永磁辅助同步磁阻电机优化设计及试验

永磁辅助同步磁阻电机具有高效率、高功率密度、低维护需求等优点,在电机的电磁设计时,由于涉及的参数变量较多,如磁通密度、线圈匝数、永磁材料的选择等,尤其是在追求最大化效率和输出功率的同时,还需要考虑到成本、物料的可获得性以及设计的可行性。该文基于永磁辅助同步磁阻电机基本工作原理及结构估算模型,以提高电机额定工况下运行效率为优化目标,采用田口法对电机相关参数进行优化设计,并对优化后的结果与原始方案进行对比。测试结果表明,与原始设计相比,优化后的电机在效率、温升控制和输出扭矩方面均有明显改进,尤其是在高负载条件下,优化电机展现出更稳定的性能和更高的能效。研究结果旨在通过采用先进的设计方法和试验验证,为永磁辅助同步磁阻电机性能的优化提供相关参考和建议。

综合肺康复疗法对肺炎后儿童肺功能及运动功能影响的前瞻性非随机对照研究

目的:探讨综合肺康复疗法对肺炎后儿童肺功能及运动功能的影响。方法:采用前瞻性非随机对照研究。选取2020年9月至2021年1月北京大学第一医院宁夏妇女儿童医院住院治疗的儿童社区获得性肺炎急性期症状已好转的患者,根据患者及家长治疗意愿,将其分为试验组(n=30例)和对照组(n=30例)。试验组患者给予综合肺康复疗法。于干预前及干预3个月后,对两组患者进行肺功能和运动功能的评估,记录患者的用力肺活量(FVC)、第一秒用力呼气容积(FEV1)和第一秒用力呼气容积占用力肺活量比例(FEV1/FVC)、Borg评分和6min步行试验(6MWT)结果。结果:干预后试验组FEV1/FVC显著高于对照组(P<0.05)。干预后试验组FVC、FEV1、6MWT均显著高于干预前(P<0.05)。试验组、对照组干预前后FVC、FEV1、Borg评分、6MWT差值均具有显著性意义(P<0.05)。结论:综合肺康复疗法有助于社区获得性肺炎后儿童肺功能及运动功能的恢复。

电机轴承振动特性试验

针对电动机支承轴承的振动问题,以某型变压器鼓风机中电动机非传动端支承轴承为研究对象,在分析转子临界转速的基础上,搭建电动机振动测试系统研究转速、升速率、保持架类型、预载荷和配置游隙等因素对轴承振动特性的影响,试验结果表明:电动机在小于临界转速的工况下运行时,轴承振动频率以电动机转频为主;随着电动机转速的升高,x,y,z方向的振动值均随转速提高而增大,转速对x方向振动的影响最大,对z方向振动的影响最小;电动机启动过程对轴承振动有明显影响,应尽量减小达到工作转速所需时间以避免电动机产生过大的振动;轴承游隙对其振动也存在一定影响,非传动端轴承宜采用CN游隙组;相对于钢制冲压保持架,电机轴承采用尼龙保持架时运转稳定性更好;过大或过小的预载荷均不利于轴承稳定运转。

适用于栅格舵焊缝检测的超声扫查装置

针对栅格舵焊缝的超声无损检测需求,为解决当前人工手动扫查检测及缺陷评定中的可靠性低、周期长和系统成熟度低等问题,在阵列超声主机、换能器及成像软件的开发基础上研制了一种适用于栅格舵焊缝超声检测的装置。该装置以PLC(可编程逻辑控制器)为控制核心,采用GSKLink通讯协议实现对于机器人、伺服电机的控制,同时根据栅格舵焊缝结构设计自动化工艺运动流程,实现目标的自动化检测。通过实际运行该装置并将其应用于生产,证明了该装置能够满足栅格舵焊缝的自动超声检测需求,大大提高了栅格舵的生产效率。

小型载具驱动电机性能仿真与试验研究

根据小型电动载具永磁同步驱动电机的特点和测试要求进行台架机械结构和数据采集模块设计,并利用被测电机与矢量控制(FOC)变频器搭建了电机性能测试台。通过控制被测电机的运行负载进行效率特性等试验,测试外转子永磁同步驱动电机的基本特性,同时通过ANSYS Motor-CAD软件进行电机电磁性能有限元分析。对比分析结果表明,被测电机的效率为80%~95%,有限元仿真和测试所得的驱动电机特性曲线基本吻合,验证了仿真结果的准确性。

一种惯性式路基激振装置的研发与现场标定

基于双轴惯性式振动电机,研制了一套模拟列车荷载作用的路基激振装置ISV400。考虑轨道及路基结构层自重荷载,利用偏心片数量N_(c)、配重块数量N_(a)与供电频率f_(in),调控简谐动载的峰-谷值差值应力σ_(d)、谷值应力σ_(v)和激振频率f_(out),开展ISV400系统现场标定试验,分析f_(out)与f_(in)关系,探究N_(c)、N_(a)组合下σ_(d)、σ_(v)随f_(out)变化规律,明确ISV400稳定工作频率区间,建立激振力估算方程,提出面向路基结构现场动测的设备参数配置方法。研究表明:f_(out)约为f_(in)的0.5倍,f_(out)低于5 Hz时电机转轴欠同步,将导致装置运行不稳定;σ_(d)、σ_(v)测试值分别高于、低于偏心质量旋转离心原理得到的理论值,且两者偏差与f_(out)正相关,f_(out)为15~25 Hz时易受共振影响;f_(out)为5~15 Hz且保持N_(a)恒定时,σ_(d)-f_(out)曲线族不受N_(c)影响,σ_(d)上限约为400 kPa,N_(c)对应的σ_(v)-f_(out)曲线族相互平行。

基于模糊PID伺服电机控制策略设计

传统PID作为结构最为简单的闭环控制策略,广泛地应用于工业控制环节。但由于其易受干扰因素影响,且不适用于非线性系统控制的特性,限制了应用场景。为能在干扰环境下对非线性系统达到较优的控制效果,本文采用模糊PID设计伺服电机的控制策略,通过MATLAB/Simulik建立传统PID及模糊PID的控制回路并对两者控制性能进行比较。结果证明:模糊PID响应速度优于传统PID,且超调量较小。为验证模糊PID应用的效果,本文搭建了以MI-7016数采仪为核心,采用速度、位.移传感器检测的测试平台。结果证明:模糊PID对电机的控制效果较好,装置末端夹爪位移误差小于±1%,符合使用要求。

冲击和振动载荷下固体火箭发动机响应传递特性仿真分析

为优化固体火箭发动机的结构布局,改善地面力学试验的精确度,采用有限元仿真方法研究了发动机在着陆冲击载荷和挂飞段随机振动载荷作用下的响应传递特性和分布规律,分析得到了冲击和振动响应谱,并与试验数据进行对比。结果表明:在X方向着陆冲击作用下,响应沿轴向和径向的变化均不超过10%;在Y方向着陆冲击作用下,响应沿轴向和径向衰减约达30%;在X方向随机振动作用下,响应沿轴向变化很小,但沿径向衰减约30%;在Y方向随机振动作用下,响应沿轴向和径向大幅增加1~2倍。

牵引电机空载声品质预测模型研究

为建立一款牵引电机空载条件下的声品质预测模型,首先开展了电机空载时多个转速下不同位置处的噪声测试,获得了响度、尖锐度、粗糙度和抖动度等声品质客观参数,并分析了各声品质客观参数随转速的变化规律;然后采用等级评分法对40个声样本开展了主观评价,采用箱线图剔除异常数据,获得各个声样本主观评价平均分;最后分别采用多元线性回归法和代理模型法建立了电机声品质预测模型。后者相比前者预测精度更高,该方法和研究结果可以为后续电机声品质优化工作提供参考。

基于GM计数管个人剂量仪的设计与初步测试

针对辐射防护工作人员个人辐射剂量监测需求,设计了一种基于GM计数管的个人剂量仪。使用Altium Designer软件,设计了低压电路、高压电路、声光报警电路以及RTC时钟电路等,并完成样机的设计和研制。在X/γ射线辐射场中对研制的样机进行重复性、相对固有误差和能量响应的初步测量,测量结果为后续进一步优化该剂量仪提供了参考,以最终满足JJG 1009-2016技术规范的要求。该剂量仪具备瞬时剂量、累积剂量和脉冲计数显示以及报警阈值设置、声光振动报警等功能,在设计特点上突出便携式、低功耗和续航久的特点。

基于婴儿运动表现测试的脑瘫患儿早期运动表现特点分析

目的 通过分析脑瘫患儿在2~4月龄时的婴儿运动表现测试(test of infant motor performance, TIMP)结果,探讨脑瘫患儿的早期运动表现特点。方法 采用横断面研究设计方案,纳入2018年12月至2022年12月期间在陆军军医大学第二附属医院早产高危儿随访门诊就诊、1岁后确诊为脑瘫的患儿17例,收集其2~4月龄的TIMP评估结果;以相同月龄的TIMP中国常模样本作为对照,计算Z值;比较两组之间TIMP总分、7个体位分组得分以及42个项目得分的差异。结果 脑瘫患儿2~4月龄的TIMP总分Z值为(-0.95±1.11),显著低于常模对照组得分(P<0.01)。体位分组中坐位、侧方位、翻身、立位项目得分Z值分别为(-0.89±0.88)、(-1.17±0.66)、(-0.43±0.79)及(-0.63±0.77),均显著低于常模对照组得分(P<0.05),尤其以坐位、侧方位、立位项得分差异最为显著(P<0.01),而观察项目、仰卧位、俯卧位与正常同龄婴儿无显著差异。42个项目得分中,脑瘫患儿有17项评分显著低于中国常模,以第15项(坐位头控)、第16项(颈后肌群活动)、第26项(上肢防御)、第32项(拉坐)、第33项(侧卧位牵拉上肢转为侧坐)、第34项(侧卧位髋关节外展)、第40项(站立)的得分差异最为显著。结论 脑瘫高危儿随访中尤其需要关注坐位、侧方位以及立位项的运动表现,这可能对脑瘫的早期识别具有提示意义。

电动车组牵引电动机振动加速度载荷试验谱编制

以某型高速电动车组牵引电动机为研究对象,经线路测试得到牵引电动机各向加速度时域载荷,对其进行傅里叶变换得到加速度功率谱密度,将加速度功率谱密度值输入振动试验台,模拟得到振动试验台输入加速度时域载荷。对比分析线路测试得到的加速度时域载荷与振动试验台输入加速度时域载荷的差异,利用雨流计数法对时域载荷循环计数并编制加速度载荷幅值谱,并定义2种时域载荷的相对疲劳损伤比,最终基于疲劳损伤一致性理论进行修正,得到加速度载荷试验谱。研究结果可为高速电动车组牵引电动机的优化设计和寿命评估提供参考,为制定产品相关试验标准提供理论支撑。

基于离线单相周期方波脉冲的三相异步电机启动转矩测试

为了克服三相异步电机启动转矩无载测试现有方法存在的测试精度较低、电网冲击等问题,提出一种基于离线单相方波脉冲的电机启动转矩测试方法。以Y160M-4型三相异步电机为研究对象,给出用于测试启动转矩的单相方波逆变电源结构、工作原理及关键参数计算方法,并利用二维瞬态电磁场数值计算方法,以研究不同激励模式下的启动转矩为目的,获取电机启动过程的电枢电流。结合电机数学模型和坐标变换理论,研究并给出单相正弦波激励下的电机等效电路模型和启动转矩理论计算模型。在此基础上,进一步给出单相方波激励下的启动转矩数据处理方法。经验证,依据所提出的单相方波激励下的电机启动转矩计算方法并结合二维瞬态电磁场数值仿真,启动转矩测试相对误差约为0.25%。研究结果表明,利用该方法计算三相异步电机的启动转矩,测试精度获得明显提高,从而证明了所提方法的正确性和可行性。

变速抽水蓄能电机在发电工况不同转速下磁场和损耗研究

本文对变速抽水蓄能发电电动机的电压方程、磁链方程、电磁转矩方程和运动方程进行了推导,并建立了10MW变速抽水蓄能发电电动机二维电磁场的数学方程和物理模型,对变速抽水蓄能发电电动机的电磁场数学方程进行了计算,得到了变速抽水蓄能电机在发电机工况下超同步速时定子电压和定子电流的波形,分析了变速抽水蓄能电机在发电机工况下不同转速时磁密的分布规律,研究了不同转速下定子铁芯损耗和转子铁芯损耗占总铁芯损耗比例的变化规律。搭建了10MW变速抽水蓄能发电电动机样机试验测试平台,通过试验测试得到的结果与计算结果较为接近。

基于台架控制的定子温度对系统效率的影响

电动汽车的续航里程直接受到电驱动系统效率的影响。基于对一款200 kW电驱动系统进行效率Map测试,研究了基于两电机台架控制的定子温度对电驱动系统效率的影响。首先,通过测量定子温度,分析了其对效率的影响。其次,使用微欧计测量线损,以解决直流母线电流损耗的影响。进一步地,采用功率分析仪自动量程提供更精准的电压和电流测量。最后,通过数据滤波和自定义数据采集方式来提高数据准确度及稳定性。这些改进方案为提高电驱动系统效率的测试准确度提供了基础保障。通过研究成果,可为新能源汽车的续航里程提升和性能优化提供实用的指导。