采用改进遗传算法优化LS-SVM逆系统的外转子无铁心无轴承永磁同步发电机解耦控制

为了实现外转子无铁心无轴承永磁同步发电机(outer rotor coreless bearingless permanent magnet synchronous generator,ORC-BPMSG)的精确控制,提出一种基于改进遗传算法(improved genetic algorithm,IGA)优化最小二乘支持向量机(least square support vector machine,LS-SVM)逆系统的解耦控制策略。首先,基于ORC-BPMSG的结构及工作原理,推导其数学模型,并分析其可逆性。其次,建立LS-SVM回归方程,并采用IGA优化LS-SVM的性能参数,从而训练得到逆系统。然后,将逆系统与原系统串接,形成伪线性系统,实现了ORC-BPMSG的线性化和解耦。最后,将提出的控制方法与传统LS-SVM逆系统控制方法进行对比仿真和实验。仿真和实验结果表明:所提出的控制策略可以较好地实现ORC-BPMSG输出电压和悬浮力、以及悬浮力之间的解耦控制。

无人机17kW电机振动噪声分析与巡航转速下尖端噪声优化

随着无人机的迅速发展,噪声问题影响消费者体验及AI交互、语音识别等技术,限制了无人机应用潜力。该文针对一台17 kW无人机用外转子永磁同步电机进行研究。为降低电机尖端振动噪声,且保留原电机电磁性能,重点提出优化磁极和定子开槽的方法。具体以平均转矩、转矩脉动等作为约束条件,构建多目标优化数学模型,并利用混合粒子群优化算法求解。该文深入探讨磁极参数、定子开槽对低阶次径向气隙磁通密度空间谐波特征的影响。并对电机转子模态仿真,以研究径向电磁力与空间模态的作用机理。在多转速情况下,以巡航转速为重点,分析整体电机电磁振动噪声特征。最后,仿真和实验结果表明,电机在巡航转速下的尖端噪声显著减小。验证了优化结构对无人机电机尖端振动噪声有明显抑制作用,对解决无人机噪声问题具有重要意义。

考虑螺杆转子表面质量与硬度的铣削参数优化

为提高多头螺杆转子的加工质量,文章探究了外包络铣削工艺参数对表面粗糙度和硬度的影响,并对工艺参数进行优化。以主轴转速、间歇进给量及加工倍率作为因素进行正交试验,试验结果表明:加工倍率是影响表面粗糙度值最主要的因素,间歇进给量是影响显微硬度值最主要的因素。采用多目标优化算法对工艺参数进行优化,得到最优工艺参数组合如下:主轴转速为191 r/min,间歇进给量为3.1 mm,加工倍率为15%。用该组参数加工可使表面粗糙度值降低17.15%,显微硬度值提高7.60%。文章提出的方法可为工艺参数的优化提供参考。

内置式永磁游标轮毂电机结构参数多目标优化

外转子内置式永磁游标电机采用了磁调制原理,其内嵌永磁的结构能够提供额外的磁阻转矩,在低速大转矩方面有显著优势。研究了V形内置永磁游标电机,针对其磁路结构复杂、电磁参数多、不同性能指标之间难以平衡的问题,选取电磁结构参数作为优化对象,采用有限元的计算方法建立了BP神经网络代理模型,并利用NSGA-Ⅱ进行多目标优化,电机转矩和铁心损耗的优化率均达到10%以上,验证了多目标优化算法在内置式永磁游标电机设计方面的优越性。

5 MW内外转子组合式直驱永磁风力发电机仿真设计

文章通过等效磁路法设计了额定功率5 MW的直驱永磁风力发电机,对比研究了120极/378槽和78极/324槽两种设计方案的超大功率直驱永磁风力发电机性能,从电机结构上解决了超大功率发电机体积过大,不利于运输等缺点,并在此基础上,仿真验证了文章所设计的内外转子组合式5 MW直驱永磁风力发电机是可行的和有效的。

Variable-Flux Outer-Rotor Permanent Magnet Synchronous Motor for In-Wheel Direct-Drive Applications

In-wheel direct-drive is the most efficient driving mode for electric vehicles,and it is the trend for applications in the future.In this paper,a novel variable-flux outer-rotor permanent magnet synchronous motor with a hybrid magnetic structure design is developed.Due to the hybrid magnetic pole with Nd-Fe-B and Al-Ni-Co permanent magnet(PM),the air-gap flux can be adjusted by changing the magnetization states of Al-Ni-Co PM,which is beneficial to realize a wide range of speeds and loads from the electromagnetic structure design.Firstly,basic structure features of the motor and the flux-adjusting principle are introduced.The design and calculation method of the PM dimensions is derived based on magnetic circuit analysis.Then the Preisach hysteresis model of Al-Ni-Co PM is described and is adopted to analyze the motor performance with the coupling of the time step finite element method(FEM),and the magnetization are investigated.Finally,the operational performance of the proposed motor is obtained by simulation,which verifies the design.

聚磁式磁场调制电机设计与分析

聚磁式磁场调制电机是同步电机的一种,具有转矩密度高、效率高、噪音低、可靠性高等优点。在低速大扭矩的传动系统中得到广泛的应用。本文以聚磁式磁场调制电机为模型,运用Ansys Maxwell软件建立该电机的仿真模型。进行边界条件设置、网格剖分、材料赋予及激励设置等。求解并分析模型的反电势、静磁场、瞬态场、Map图等性能。为电机的设计与优化提供参考依据。并制作了样机,实验结果验证了该设计方案的可行性。

组合式电动采茶机的特点与潜在优势

为替补往复式采茶机的技术短板,唯有扬长避短彻底更新基础技术,启用性能优异的圆盘切割和新能源等成熟技术。将圆盘切割刀盘架水平设置,再将若干个刀盘架并联组合在同一个齿底板中构成一个整体,这样既能延长采幅又能设计成对称的机械结构,以满足不同茶区和茶类的采茶机型设计需要。经组合而成的电动采茶机不仅可以化解技术短板,而且有助于提升操作技能和提高机采鲜叶质量。如果说往复切割是采茶机械化的起点,那么圆盘水平切割或将是电气化和自动化的拐点。

六极外转子径向混合磁轴承转子位移自检测

为了解决六极混合磁轴承位移传感器体积大、成本高的问题,提出了一种改进粒子群优化算法最小二乘支持向量机的位移估计方法.首先,介绍六极外转子径向混合磁轴承的结构和工作原理,并推导其径向悬浮力的数学模型.其次,将改进的粒子群算法的惯性权重改变,以实现更快的迭代,并建立了基于最小二乘支持向量机的预测模型,根据改进的粒子群算法优化的参数对预测模型进行了仿真和验证,并比较了改进的粒子群算法和粒子群算法的预测值.最后,进行了静态悬浮实验、动态悬浮实验、扰动实验,验证了该位移估计方法的鲁棒性和稳定性.

天然气用摆线泵设计及仿真分析

针对传统摆线泵的设计方法只关注内外转子的设计,对轴承换热设计、转轴强度设计的重要性有所忽略的问题展开分析研究,运用传热计算、受力分析的方法对摆线泵轴承的冷却和转轴的强度问题进行了分析,经过整机热仿真和弯矩、临界转速校核验证,实现了此二者的设计,再加上验证合格的内外转子设计方法,完成了一款摆线泵的设计,所设计内容对相关工作和研究具有一定的借鉴意义。

电动滚筒用永磁外转子电机水冷系统的设计与分析

针对皮带运输用永磁外转子电动滚筒电机散热能力弱、转矩密度低、绕组温度高等问题,设计了一套基于710 kW电动滚筒的水冷系统,该系统通过流固耦合的方法建立三维场求解模型,并进行求解计算。同时分析了水道构型、水流量、水套外径、壁厚、水道数量、高度等参数对温升的影响。通过仿真分析和温升试验,验证了所设计的水冷系统有利于提高电动滚筒的散热能力,为进一步提高电动滚筒的转矩密度提供参考依据。

外笼型转子磁力耦合器温度场分析

针对现有笼型转子散热条件差,永磁体易退磁等缺点,提出一种外笼型转子磁力耦合器(OSRMC)。基于OSRMC组成结构及运行原理,给出其热分析模型及损耗原理,并依此论证了OSRMC在转差为33.3%时,其所产生的热功耗最大(为4/27倍的额定功率)。基于传热学原理,给出了OSRMC两种主要的热量交换方式及导热微分方程,并基于集群解析法与区域剖分法得到了OSRMC的有限元法仿真结果。结果表明:OSRMC的主要换热方式为热对流,其主要温升位于笼条与永磁体的耦合处并沿轴向逐渐降低;集群解析法与区域剖分法计算精度相当,但区域剖分法计算速度较快,网格划分难度较大。

内置式永磁电机齿槽转矩削弱方法研究

为抑制永磁同步电机齿槽转矩,减少电机振动与噪声,提出一种定子齿顶开辅助槽与转子外圆偏心的结构来抑制齿槽转矩,提升电机的输出性能.首先建立了定子齿顶开槽前后与主气隙分布函数解析式,分析定子开槽与电机主磁场分布及齿槽转矩的关系,同时分析了转子外圆偏心后对齿槽转矩的影响.以内置3相8极48槽V型永磁同步电机为例,利用有限元法对定子齿顶辅助槽个数、槽宽、槽深、槽位置以及转子外圆偏心距等参数进行优化对比分析,获得最优的参数匹配.结果表明:定子齿顶双矩形对称开槽以及转子外圆偏心的方式能有效改善主气隙磁场分布,抑制电机齿槽转矩,优化后的电机气隙磁密5、11、15、17谐波幅值下降明显,电机齿槽转矩峰值降低了59.6%,反电势波形正弦性增强,平均转矩提升,电机输出性能明显改善.

变频冰箱压缩机用外转子PMSM的研究

为变频冰箱压缩机设计了一款外转子的永磁同步电机(PMSM),并基于二维有限元模型分析了转子壳体壁厚、磁铁厚度以及磁铁形状对电机性能的影响。样机实验结果表明,与常规内转子PMSM驱动的方案相比,由外转子PMSM驱动的变频冰箱压缩机具有能效高、成本低、质量轻、体积小的优点。

基于神经网络的粉末冶金摆线外转子整形模具磨损和应力分析

目的解决粉末冶金制品生产过程中模具磨损和应力集中对产品质量影响较大的问题。方法以粉末冶金摆线外转子整形模具为研究对象,基于Archard磨损模型和有限元模拟方法,分析整形过程中阴模的磨损和所受应力情况,确定模具下压速度、摩擦因数、模具初始硬度和阴模圆角半径4个影响因素并设计正交实验,以仿真数据为样本,采用BP神经网络建立模具磨损量和应力的预测模型,结合多目标粒子群算法进行参数优化。结果基于神经网络的模具磨损深度和应力预测值与模拟值之间的平均相对误差仅为3.01%和3.34%、最大相对误差为4.00%和6.16%,均小于10%,说明所构建的BP神经网络模型预测效果较好。获得最佳参数组合如下:模具下压速度为1.95 mm/s,摩擦因数为0.122,模具初始硬度为59.63HRC,阴模圆角半径为4.85 mm。此时模具的磨损深度为1.713×10^(-5)mm,模具应力为2036 MPa,与数值模拟结果的相对误差仅为3.19%和4.13%,均小于5%,说明多目标粒子群算法参数优化的准确性较高。结论通过实验验证发现模具实际磨损量和粒子群算法优化结果的误差仅为2.95%,表明优化后的参数可以有效改善模具磨损和应力集中情况,并提高模具使用寿命。

股内侧肌下入路隐神经阻滞在高龄全膝关节置换术中的效果

目的探讨股内侧肌下入路隐神经阻滞在高龄全膝关节置换术中的效果。方法选取2020年1月至2022年1月浙江省丽水市人民医院收治的104例高龄全膝关节置换术患者,依照随机数字表法将其分为研究组(52例)和对照组(52例)。对照组采用大转子下外侧入路坐骨神经阻滞麻醉,研究组采用股内侧肌下入路隐神经阻滞麻醉。比较两组手术指标和神经阻滞指标;比较两组术前(T_(0))、术后6 h(T_(1))、术后12 h(T_(2))、术后24 h(T_(3))、术后48 h(T_(4))静息和活动状态视觉模拟评分法(VAS)评分;比较两组术后1、6个月膝关节功能评分;观察不良反应发生情况。结果两组手术时间、麻醉操作完成时间、感觉阻滞起效时间、感觉阻滞维持时间、运动阻滞起效时间、运动阻滞维持时间、运动阻滞效果评分比较,差异无统计学意义(P>0.05);研究组感觉阻滞效果评分高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。T_(1)时,两组静息和活动状态VAS评分与T_(0)时比较,差异无统计学意义(P>0.05);T_(2)~T_(4)时,两组静息和活动状态VAS评分高于T_(0)时,差异有统计学意义(P<0.05)。T_(0)~T_(1)时,两组静息和活动状态VAS评分比较,差异无统计学意义(P>0.05);T_(2)~T_(4)时,研究组静息和活动状态VAS评分低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。术后6个月,两组膝关节功能评分高于术后1个月,差异有统计学意义(P<0.05);术后1、6个月,两组膝关节功能评分比较,差异无统计学意义(P>0.05)。两组不良反应总发生率比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论股内侧肌下入路隐神经阻滞用于高龄全膝关节置换术患者可以增强镇痛效果,减轻术后疼痛,安全可靠。

一种提高摆线泵内外转子加工精度的工艺研究

针对目前摆线泵内外转子加工精度不高,造成容积效率降低的情况,结合目前摆线泵内外转子的加工方法,并对其相对运动过程进行研究,通过改善加工工艺和设计合理的工装,提高了摆线泵内外转子重要尺寸和形位公差的精度。试验结果表明,摆线泵的容积效率明显提高。

某空调外转子风机电机高效技术研究

目前针对电机能效的要求越来越高,高效电机成为了各界研究的热点。首先从电机效率的基本公式出发,对公式进行分解,分解后对影响效率的关键参数进行根因分析,从而提出所研究电机的提效思路。然后以一台空调外转子风机电机为例,根据分析结果并结合工艺制造以及噪声参数对其进行提效分析。最后对优化方案进行制样测试,进一步验证了理论分析的可靠性。研究结果将为后续高效电机设计开发提供有效的指导。

基于Simulation X的永磁外转子矿井提升机控制策略研究

针对传统矿井提升机存在机械效率低、传动系统复杂、设备维护成本较高等问题,本文提出了永磁外转子矿井提升机,将电动机内置于卷筒,省去了电动机、减速器和联轴器等部件,实现了电能到机械能的直接转换,大大提高了机械效率,简化了传动系统,降低了设备的维护成本。但电能直接驱动滚筒导致系统易受外部干扰,从而出现速度波动和转矩脉动,本文建立了永磁外转子矿井提升机数学模型,并研究常见的控制策略,利用Simulation X软件仿真研究永磁外转子提升机控制策略。结果表明,滑模控制算法改善了永磁外转子矿井提升机的启动特性,鲁棒性更好,抵抗外部干扰的能力更强,验证了控制策略的优势和效果。

充磁方式对偏心状态下外转子永磁电机振动噪声影响分析

由于单相永磁无刷直流电机气隙不均匀的特点,加上不可避免的转子与转轴之间同心度加工制造的偏差,会给电机气隙磁密及径向电磁力带来丰富的谐波含量。针对冰箱风机外转子单相永磁无刷直流电机存在的11~20倍机械频噪声问题,首先对未偏心与偏心状态下永磁电机径向电磁力进行解析推导,并指出偏心下径向电磁力波阶次及倍频的变化。其次分析渐变气隙对电机气隙磁密的影响、表磁曲线对气隙磁密、反电势谐波含量以及动偏心状态下径向电磁力的影响。仿真结果表明合理调整充磁方式、削弱表磁曲线磁极两端尖峰值可有效降低11~20倍机械频径向电磁力。最后通过实验验证平顶波表磁方案可明显改善噪声问题,整机噪声峰值降低35%,研究结果为外转子永磁电机稳健设计提供借鉴意义。