旋转永磁式机械低频天线的系统设计与验证

为实现低频电磁发信系统的小型化和低功耗,面向旋转永磁式机械天线的理论研究和技术实践,提出了基于多物理场耦合仿真的系统设计和性能校验方法。设计了包含永磁磁源、高效驱动电机及其控制器在内的旋转永磁式机械天线系统方案。研制了实验样机,并对其系统性能和近区磁场进行了实验测试,验证了相关设计方法和系统方案的可行性与有效性。结果表明,该样机的磁场场强和尺寸等主要指标达到了美国“机械天线”项目在射频穿透技术领域的要求,为旋转永磁式机械天线方案研究和样机设计提供了一种可行思路。

一种新型直线旋转永磁作动器的分析与实验

现有的直线旋转作动器多采用直线作动器和旋转电机组合构成,结构复杂、控制精度差。该文提出了一种能实现独立或同时产生直线和旋转运动的新型直线旋转永磁作动器。分析了该作动器的结构特点和运行原理,建立了该作动器的圆弧直线等效磁路模型,推导出了旋转转矩和直线力的计算表达式。采用三维有限元方法分析了空载磁场分布,验证了磁路模型中定子永磁磁通的计算结果。最后,在所设计的样机上进行了原理性的验证,等效磁路法和有限元分析结果与实验数据吻合较好,表明等效磁路模型的计算精度能够满足工程设计分析的要求,所提新型LRPMA具有可行性。

基于磁场解析计算的直线旋转永磁作动器参数分析

为了深入研究直线旋转永磁作动器(linear and rotarypermanent magnet actuator,LRPMA)的参数对其力学和电磁性能的影响,基于磁标量位的磁场解析计算方法,对LRPMA进行了分析。采用曲率系数法和圆弧直线等效模型,对LRPMA的磁场分布进行了解析计算,采用三维有限元方法进行了验证。基于解析结果,得到不同的极弧系数和槽宽槽距比条件下LRPMA的直线定位力、旋转定位力矩、定子绕组磁链的基波分量和谐波分布云图。实验制作了LRPMA样机,样机的试验结果与解析计算优化结果基本一致,有效验证了所提解析方法的正确性和有效性。

直线旋转永磁作动器的双DSP控制系统设计

介绍了一种直线旋转永磁作动器(LRPMA)的结构特点与运行原理,分析了其数学模型,针对LRPMA需要实现直线、旋转和螺旋运动的功能特点,设计了基于DSP2812和双口RAM的双DSP结构伺服控制系统。该控制系统通过共享存储器,实现了双DSP之间的实时通信,给出了系统软硬件设计及不同运动形式的控制策略。经实验测试,结果表明该系统满足控制的要求。

旋转永磁退磁机的应用

旋转永磁退磁机是采用稀土永磁材料NdFeB(钕铁硼)作磁源制成磁辊或磁盘,用小功率电机带动使之旋转,在空间产生交变磁场使工件退磁,该退磁场的频率、磁场梯度可调、工作效率高、使用寿命长。

永磁旋转磁场加快运动后血乳酸消除速度

目的:探讨永磁旋转磁场对人体剧烈运动后恢复期血乳酸消除速度以及肌肉抗疲劳和无氧运动能力的影响。方法:14名男性健康志愿者,分别完成3次Wingate无氧功率负荷试验,30min恢复期内分别在有磁(实验组)与无磁(对照组)干预条件下保持静态休息。检测恢复期血乳酸浓度、Wingate无氧功率和股外肌表面肌电平均功率频率下降率的恢复。结果:双因素方差分析表明,磁处理和恢复时间对恢复期血乳酸浓度变化的主效应具有明显统计学意义(磁处理因素F=8.34,P=0.005;恢复期时间因素F=16.05,P=0.000);t检验结果表明,恢复期实验组(0.40±0.10)和对照组(0.32±0.13)血乳酸消除率具有明显统计学差异(t=2.95,P=0.011);但两组受试者Wingate无氧功率测试的评价参数PP、MP和△P和恢复期30min后Wingate无氧功率试验过程中股外肌表面肌电平均功率频率下降率均无明显统计学差异。结论:永磁旋转磁场能够明显加快剧烈运动后血乳酸消除速度,但对于以股外肌表面肌电平均功率频率下降斜率表示的肌肉抗疲劳能力以及以PP、MP和△P表示的机体无氧运动能力的恢复却无显著作用。

永磁减速传动原理研究分析

介绍了永磁减速传动装置的基本结构和控制原理,分析了负载端速度与感应磁场变化的关系以及负载端力矩和驱动端力矩的变化关系,并对永磁减速传动装置与现有形式的减速产品予以对比。对比结果显示:永磁减速传动产品相对于传统的减速机传动效率更高、结构设计更完善,体积大大缩小、质量减轻、噪音减小、拆装更方便。

浅析永磁减速传动原理

分析多极永磁旋转磁场与感应磁场转差现象。通过对感应磁场的控制实现对转速和力矩的变化研究,得出可行性减速传动方案。并对该装置与现有形式的减速产品进行对比。该项技术是传动领域的一个重大变革,对于节能减排有重要的意义。

拆分式管道自卸除铁器的研制与应用

为解决传统管道除铁器体积笨重,使用维护工作量大,且铁杂质被吸附后不能实现自动清除和分离的问题,介绍了一种改进后的拆分式管道自卸除铁器。该除铁器结构轻巧,能在正常运转中实现连续自动分离、清除杂质,实现自动卸铁。生产实践表明,该产品不仅耐磨性能好,且使用效果比较理想。

机械天线阵列系统的伺服优化及调制方式

旋转永磁式机械天线(RMBMA)作为一种全新的超低频电磁通信模式,可以显著降发信机的尺寸和功耗,但其存在远距离辐射场强弱、通讯波特率和准确率低等问题,不利于实际应用。为此提出了基于永磁同步电机直驱式的旋转永磁式机械天线阵列系统,并针对机械天线信号调制的瞬态大电流和转速频繁切换的工况,提出了基于无差拍电流预测模型的机械天线位置差协调控制策略,提高了系统的伺服性能且满足应用需求。对所提位置差协调控制参数进行设计,理论验证系统的伺服性、稳定性及鲁棒性,实现机械天线调制信号的高传输速率与低误码率。最后,搭建了机械天线阵列系统的实验测试平台,并对其近区磁场场强分布和驱动系统的伺服性能进行了实验测试,系统的近区场强相比于单磁源实现了翻倍,有效解决了场强弱的问题。电机伺服系统转速无超调且调节时间≤0.25 s,达到了伺服控制指标。