大气隙外笼型转子磁力耦合器设计及性能研究

采用Halbach单侧聚磁特性,设计出了一种大气隙外笼型转子磁力耦合器(Long Air Gap External-cage Rotor Magnetic Coupler,LAEMC),并分析了其运行特性、调速特性及散热特性,推导出LAEMC电磁转矩解析表达式,据此分析了结构参数对电磁转矩的影响,得出了不同磁化比的Halbach结构对LAEMC电磁转矩的影响规律;根据LAEMC的运行特性,分析了其在离心式负载、恒功率负载及恒转矩负载的调速特性,表明其仅适合离心式负载调速并具有良好的节能效果;在离心式负载转差率为33%处的最大功率损耗点对LAEMC进行热仿真计算,得到永磁体工作温度约为60℃,而通过气隙与之相隔的笼条温度约为360℃,两者温度差达300℃以上,表明所提出的大气隙外笼型转子磁力耦合器———LAEMC在离心式负载上既具有良好的运行特性也具有良好的隔热效果。

大气隙直线感应电机的力特性分析

大气隙直线感应电机(气隙长度大于10mm)目前已经在地铁、轻轨中得到了很好的应用,在过山车、海盗船等大型游乐设备中也有很好的应用前景,其推力与法向力特性对系统性能很重要。该文介绍了该类电机的结构与设计所用的传统等值电路。通过实验证明,等值电路对计算电流与推力仍然有效,而法向力的计算与纵向边端效应对气隙磁场的影响则需要建立在有限元数值分析方法基础上;在此模型基础上分析了推力、法向力与电机初级电流大小、电流频率、气隙长度之间的关系。结果表明大气隙直线感应电机的法向力与推力之比小于普通直线感应电机,因此法向力基本不影响应用系统。该文的结论为此类电机的设计与应用提供依据。

大气隙混合磁悬浮轴承承载力模型的研究

等效磁路法是混合磁悬浮轴承的主要研究方法,然而等效磁路法是基于一系列假设条件提出的,大气隙下这些假设将不再成立,磁路法的应用范围将受到限制,无法对大气隙混合磁悬浮轴承展开研究。因此,需要对大气隙混合磁悬浮轴承承载力模型进行研究,以解决混合磁悬浮轴承在大气隙场合的推广及应用。结合ANSYS有限元分析软件分析在气隙变化时,常规磁路法在混合磁悬浮轴承承载特性分析过程中的适用范围,获得了当气隙增加时磁路法模型计算误差变化规律;针对漏磁这一导致计算误差的影响因数,提出一种混合磁悬浮轴承气隙磁场的漏磁导模型的分析方法,建立基于漏磁导修正的混合磁悬浮轴承承载力理论模型;利用ANSYS有限元分析软件和试验对修正后的混合磁悬浮轴承承载力模型进行了验证。

多相式大气隙无刷直流电机气隙磁场的计算

使用传统公式计算电机的气隙磁场,当电机气隙很小时误差可忽略,而当电机气隙略大时,就会产生较大的误差。运用大气隙计算法,可以较为准确地计算出大气隙电机的磁场分布,计算结果与有限元相比较,波形与大小吻合较好,证明方法是正确的,为永磁无刷直流电机优化设计和性能分析提供基本分析手段。

大气隙混合磁悬浮轴承磁场仿真与实验

针对一种大气隙径向八极混合磁悬浮轴承结构,采用有限元技术和实验方法,探讨永磁和电流激励下磁场耦合特性。研究结果表明:当偏移量固定时,某方向(x或y)电流越大,其耦合现象越明显;当转子在平衡位置时或偏移量较小时(如0.5 mm),x和y两方向的电流耦合现象不明显;如转子偏移量进一步增加(达到1.2 mm),其电流磁力耦合增加,且电磁力非线性越强烈。

大气隙混合磁悬浮轴承-转子系统耦合特性仿真分析

磁悬浮支承技术是利用可控电磁力使物体沿着一个方向或几个方向保持一定位置,从而使物体与基础之间无机械接触,根据磁力轴承工作原理,磁悬浮转子在实际工作时,在结构和控制系统中存在着多种耦合现象。介绍了大气隙混合磁悬浮轴承的结构以及这种轴承的工作特点与工作原理;建立其等效磁路模型;针对大气隙混合磁悬浮轴承结构,利用有限元软件分析其磁场耦合特性,以偏心距为变量,分析大气隙混合磁悬浮轴承-转子系统的力耦合与力矩耦合。结果表明:偏心距越大,耦合越强。

大气隙混合磁悬浮轴承耦合特性分析

介绍了大气隙混合磁悬浮轴承的结构及其工作原理,并建立其等效磁路模型.针对大气隙混合磁悬浮轴承结构,利用Ansys进行仿真分析,以X向位移和电流为变量,分析其对Y向承载力的影响来判断其耦合特性.结果表明,永磁磁场中,以X向位移为变量,耦合现象不明显,在混合磁场中,以X向位移或电流为变量,耦合明显.

大间隙混合悬浮系统结构设计与特性分析

研制了一种新型电磁悬浮系统装置,该装置利用电磁铁阵列与永磁铁来提供空间三维方向的悬浮驱动力.与传统的电磁悬浮系统相比,该系统具有悬浮力大、磁场分布规律、运动范围广等特点,可明显提高系统的使用效率.基于有限元数值方法对悬浮电磁力特性以及合成磁场特性进行了详细分析,并进行了相关实验.结果表明,新设计的电磁阵列悬浮系统装置可以在大气隙下使用,具有较好的稳定性和可控性.

四极单相串激电机运行特性和换向性能分析

针对串激电机原材料成本不断上升的状况,文中基于一款电镐电机,提出了一种新型四极单相串激电机。该电机的电枢绕组端部短,电刷数较少,且定子辅助磁极无需励磁绕组,可有效减少串激电机的材料用量。通过对传统两极串激电机结构的改进,初步确定新型四极串激电机的结构参数,并利用Maxwell软件建立电机二维有限元模型。对新型串激电机的气隙磁密、起动过程、运行特性和径向力进行仿真分析,结果表明四极串激电机的机械特性较软。对不同定转子匝比、不同气隙长度以及逆转向偏移电刷对改善换向火花的影响进行了理论分析,为电机进一步优化提供了参考。

一种新型电磁阵列悬浮系统的结构设计与特性分析

研制了一种新型电磁悬浮系统装置,该装置利用电磁铁阵列与永磁铁提供空间三维方向的悬浮驱动力。与传统的电磁悬浮系统相比,该系统具有悬浮力大、磁场分布规律、运动范围广等特点,可以明显提高系统的使用效率基于有限元数值方法对悬浮电磁力特性以及合成磁场特性进行详细分析,并做了相关实验。结果表明所设计的电磁阵列悬浮系统装置可以在大气隙下使用,具有较好的稳定性和可控性。

基于电磁场和永磁体的磁悬浮地球仪控制装置研制

本文介绍一个能以40mm间隙悬浮30kg的磁悬浮地球仪模型的结构及工作原理,给出了基于单片机的磁悬浮地球仪控制系统的硬件和软件结构,实现了地球仪的大气隙稳定悬浮和旋转。

电流互感器使用注意事项

电流互感器在电力系统中的作用是将一次侧的大电流变换为小电流，供给二次侧保护、测量、录波、电能计量等使用。目前，广泛应用的是带铁心的电流互感器，此外还有带小气隙、大气隙、不带铁心的电流互感器（线性耦合器）。常用电流互感器二次侧额定电流为5A或1A。

用于磁敏免疫测量的激励磁场设计

文中从大气隙C型磁铁出发,设计了一个用于磁敏免疫测量的激励磁场。当磁芯的直径与气隙的大小的比值小于4时,大气隙C型磁铁气隙磁场具有很大的不均匀性。通过理论计算与仿真分析,设计了以补偿环的方式来实现磁场的修正。当给大气隙电磁铁磁极的边缘套接一个1.3 mm厚,0.9 mm长的补偿环之后,可以使得气隙中轴线上的磁场的最大不均匀度从13.84%降低到9.553%。

混合磁悬浮隔振平台径向磁力模型研究

针对磁力数学模型精度在大气隙情况下往往不能满足工程要求的问题,设计了一种混合磁悬浮隔振平台,基于永磁部分磁力线分布规律,采用分割磁场法创建了气隙磁通等效磁路模型,得到了气隙磁能的解析表达式,利用虚功原理建立了悬浮磁柱径向磁力数学模型。结合ANSYS Maxwell有限元仿真软件分析在不同轴向气隙下该模型的适用情况,得出了在大气隙(20 mm≤z≤46 mm)条件下,该模型的计算误差在10%以内的结论。