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。

双余度差速作动系统用永磁式制动器的设计

为满足双余度差速作动系统工作切换和故障隔离的要求,提出了一种永磁式制动器,并给出了制动器的组成和工作原理。通过等效磁路法建立了锁定和解锁状态制动器的解析模型,并与有限元分析结果进行了对比。进行了制动器摩擦副的设计,分析了摩擦副的磁性能和摩擦性能。最后将制动器实验结果与分析结果进行了比较,验证了分析结果的准确性。

单线圈单稳态永磁式接触器机构动力学特性仿真分析

该文针对单线圈单稳态永磁式接触器并根据其操动机构特点,进行了基于 ANSYS 和 ADAMS 软件的永磁式接触器机构动力学特性仿真分析。该分析包含如下步骤:建立有限元模型应用 ANSYS 软件包仿真研究永磁式接触器的吸力特性;对永磁式接触器的操动机构和触头系统建立机械系统模型,应用 ADAMS 软件包进行多目标的动力学和运动学仿真分析;建立试验测试装置,对永磁式接触器的吸力特性和运动学特性进行测试,以验证仿真的正确性。该研究工作表明:应用该仿真研究大大缩短了永磁式接触器的开发周期和开发成本,为永磁式接触器这一新产品的工作性能和经济性能的不断提高提供了技术支持。

车用永磁式缓速器制动力矩的计算方法

为了优化永磁式缓速器的结构参数和提高永磁式缓速器的制动性能,应用复矢量磁位方法,分析了缓速器内部的磁位分布,计算了转子鼓中的涡流损耗,推导了永磁式缓速器的制动力矩计算公式,以反映永磁式缓速器制动力矩与各设计参数之间的相互关系。复矢量计算方法的计算结果与缓速器台架试验结果比较和分析表明,试验值与理论值吻合较好,最大误差不大于6%,采用复矢量磁位计算方法计算永磁式缓速器制动力矩具有很好的逼近效果。

永磁式涡流缓速器涡流分析与制动力矩计算

介绍了永磁式涡流缓速器的结构与工作原理。考虑了涡流透入深度,运用电磁场理论推导了永磁式涡流缓速器的涡流密度表达式;采用磁路方法,将涡流去磁效应折算到永磁铁上,根据涡流损耗原理推导了永磁式涡流缓速器制动力矩计算公式,该计算公式反映了永磁式涡流缓速器各设计参数的相互关系,且理论计算值与台架试验值基本吻合,说明该方法是可行的,可用于指导永磁式涡流缓速器产品的设计和开发。

永磁式缓速器转子鼓的瞬态温度场分析

该文运用传热学原理建立了车用永磁式缓速器转子鼓瞬态温度场的计算模型,确定了合理的边界条件,同时考虑了对流换热和辐射换热。利用G a lerk in法推导温度场的有限元方程,采用无条件稳定的G a lerk in格式离散时间微分项,迭代控制采用新型的变时间步长法,分析了转子鼓的瞬态温度场,同时分析了径向和轴向方向的温度与时间的分布规律,并对轴向温度分布进行了试验研究,结果表明试验值与采用有限元计算的理论值吻合较好。采用温度场分析可以优化转子鼓设计,减小转子鼓温度和温度梯度,从而降低转子鼓的热应力与热变形,有效地提高了永磁式缓速器的制动稳定性。

永磁式缓速器转子鼓瞬态温度场的计算方法

根据车用永磁式缓速器的结构和工作原理,建立了转子鼓瞬态温度场的计算模型,确定合理的边界条件,运用Laplace变换法推导了非稳态温度场的计算公式。最后进行台架试验,并与计算数据进行了比较,结果表明试验值与理论值吻合较好。此计算公式可用来分析转子鼓瞬态温度场的变化,反映各设计参数与温度之间的精确关系,达到优化转子鼓设计、减小转子鼓温度和温度梯度,从而降低转子鼓的热应力与减小热变形的目的,有效提高永磁式缓速器的制动稳定性。

车用永磁式缓速器转子鼓温度应力场计算

根据车用永磁式缓速器结构和工作原理,建立了转子鼓温度和应力场的计算模型,确定了合理的边界条件,运用Bessel方程推导了永磁式缓速器转子鼓温度场和应力场的计算公式.最后进行了台架试验,并与理论计算进行了比较,结果表明试验值与理论值吻合较好.此计算公式可用来分析转子鼓的温度和应力,反映各设计参数与温度之间的定量关系,进行转子鼓优化设计、减小转子鼓温度和温度梯度,从而降低转子鼓的热应力与热变形,提高永磁式缓速器的制动稳定性.

永磁式双凸极电机角度提前控制方式

以12/8极永磁式双凸极电机为研究对象,针对现有文献中提出的控制方式——电动运行方式,提出了角度提前控制方式。并在有限元法对电机内电磁场计算分析的基础上,运用理论分析及系统稳态运行仿真模型,研究了不同角度提前量对永磁式双凸极电机相绕组电流及系统输出特性的影响。结果显示,合理地选择角度提前量,能提高电机换相后绕组电流上升率和平均值,提高电机在中等转矩下的转速和输出功率。并在一台原理样机上进行了试验验证,试验结果和分析结果间有很好的一致性。

基于遗传算法的车用永磁式缓速器设计优化方法

永磁式缓速器是一种新型行车辅助制动装置。提出永磁式缓速器的多学科概念分析模型,分析电磁场参数、结构参数和温度参数等多学科对缓速器整体性能的影响;以缓速器的制动力矩最大为优化目标,设计变量包括永磁体周向宽度和轴向长度、永磁体个数、转子鼓内半径、转子鼓厚度、气隙。约束条件是许用温升、软磁材料饱和磁通量密度和结构几何关系。利用遗传算法对设计模型进行全局优化,获得初步的设计变量优化数值。文中的多学科设计优化方法是有效的,可用于工程设计。

永磁式转子磨具光整不锈钢管内壁试验研究

基于电磁相互作用原理,将三相异步电动机的转子抽去,代之以永磁式转子磨具。在电动机接入三相交流电后,利用电动机定子所产生的旋转磁场来驱动永磁式转子磨具旋转,从而实现对不锈钢管内壁的光整加工。结合试验所得实测参数,借助Ansoft软件对磁性珩磨系统进行建模与仿真分析。通过理论计算与仿真结果的对比,验证了光整加工试验的可行性。之后对三种不同材料的珩磨条,在不同转速以及是否加冷却液的情况下分别进行试验。通过对比加工后试件内壁的表面粗糙度,得出上述三个因素各自对不锈钢管内壁光整加工效果的影响关系,为不锈钢管内壁光整加工工艺参数的选取提供参考。

定子永磁式双转子电机多工况运行模式及控制策略研究

针对混合动力汽车的应用特点,提出了一种新型定子永磁式双转子电机。该电机具有无级变速功能,能实现混合动力汽车内部机械功率和电功率的组合分配,在不同路况下确保内燃机的高效运行。建立了该定子永磁式双转子电机的数学模型;研究制定了该定子永磁式双转子电机的控制策略;对该定子永磁式双转子电机在混合动力汽车应用中多种典型工况下的工作模式进行了仿真分析;研制了一台额定功率为2kW的定子永磁式双转子电机实验原理样机。仿真和实验结果表明:该定子永磁式双转子电机可以实现电启动、混合驱动和纯电动运行模式,验证了电机结构及其数学模型的正确性和控制策略的合理性,为该电机应用于混合动力汽车的进一步研究奠定了基础。

永磁式双凸极电机新型开通关断角控制策略

采用标准角度控制的永磁式双凸极电机,在换相时三相同时导通或关断,产生较大换相转矩脉动。该文通过对电机内部电磁场的有限元计算,分析了转矩脉动形成机理。为减小换相转矩脉动,提出新型开通角和关断角控制策略。该方法通过提前导通功率变换器上管、滞后关断其下管,对一个周期内的导通模式进行细分,通过换相前后,两相和三相导通方式的切换,提高换相时刻输出转矩,减小电机转矩脉动。根据有限元分析的电感和磁链数据,构造永磁式双凸极电机调速系统非线性仿真模型,并将其与标准角度控制方式进行仿真与实验比较,验证了新型控制策略的正确性。

步进式液压数字阀用永磁式步进电动机的非线性控制

根据现代非线性理论研究了三相永磁式步进电动机的非线性动力学,研究表明在高频情况下系统会经历一个动态的Hopf分叉.同时提出了解决三相永磁式步进电动机不稳定性的控制方法,设计了非线性鲁棒控制器,阐明了电动机参数不确定的情况下,如何使系统稳定并具有令人满意的性能.

永磁式缓速器的稳健性设计

基于稳健性设计原则和Taguchi算法,永磁式缓速器的设计分为概念设计、参数设计和容差设计.以性能最稳定,波动最小,信噪比最大为目标,选取合适的参数作为内表,参数波动率为外表.用正交表排列设计参数,用F检验确定系统的最优设计参数和恰当的容差.算例选择制动力矩计算模型中的磁极数N、内半径r1及外半径r2为可控因素,制动力矩波动率作为质量特性输出值.结果表明:采用稳健性设计的永磁式缓速器可以较好地改善制动力矩波动率.

车用永磁式缓速器电磁场分析方法

分析了新型行车辅助制动装置—永磁式缓速器制动机理,提出了永磁式缓速器磁路计算模型,由Maxwell方程导出了导体产生电涡流场定解问题。采用有限元法建立了分析模型,通过对有限元分析结果和试验仿真结果进行对比,说明本文的分析模型和计算方法是有效的方法,可用于工程实践。

永磁式磁悬浮列车系统研究

在分析磁悬浮机理的基础上，着重介绍了永磁式磁悬浮列车系统，提出了零功率控制器的构想，给出了分析和仿真结果．

永磁式真空断路器的仿真建模与故障分析

真空断路器是中压配电网的关键设备,其运行可靠性对于配电网安全至关重要。由于断路器本身结构和电气特性比较复杂,如何通过少量的运行状态参数(如在线监测获得的分合闸行程曲线)准确评判其工作性能,是广受关注的问题。笔者针对许继集团永磁式真空断路器开展研究,采用ADAMS与ANSOFT软件相结合,找到了断路器中电特性、力特性和机械运动特性的相互关系,并进而在在线监测主轴角位移行程曲线和永磁线圈电流基础上,提出了评估断路器机械状态的方法及判据。

永磁式双凸极电机输出转矩和电流关系研究

双凸极电机是上世纪九十年代提出的一种新型交流调速系统,自提出以来对双凸极电机的研究工作主要集中在电机本体结构及电机静态特性方面,而对电机系统在稳态运行特性研究较少。文中以现有研究成果为基础,以1台12/8极永磁式双凸极电机为研究对象,在有限元法对电机内电磁场分析结果的基础上,运用理论分析及系统稳态运行仿真模型,研究了该系统在不同转速下改变电流限幅值对其输出转矩的影响,并在1台原理样机上进行了试验验证。研究及试验结果表明:在低转速下,系统输出转矩与电流限幅值基本上成线性关系;在高转速下,改变电流限幅值对系统输出转矩的作用减弱。

新型永磁式汽车用磁粉离合器设计与仿真

提出了一种新型的永磁式汽车用磁粉离合器结构,在离合器接合状态下,采用永久磁铁磁场传递发动机扭矩,在离合器分离过程和平稳接合过程中,利用电磁线圈产生的电磁场与永久磁铁的永久磁场叠加耦合的合成磁场实现离合器分离过程和平稳接合过程的控制;探讨了所设计的离合器励磁电流与磁场以及传递转矩的关系;在Matlab/Simulink环境下对离合器工作间隙磁场建模,并嵌入整车模型对起步接合阶段进行仿真,仿真结果显示,该新型永磁式磁粉离合器可以满足离合器扭矩传递、分离和平顺接合的工作要求。