磁流变离合器磁路设计及磁场有限元分析

根据磁通守恒和磁路基尔霍夫定律,采用平均磁路法对双盘式磁流变离合器进行了磁路设计。改进设计盘片呈凹槽结构,使磁力线集中分布于更有效的工作面内,以节省能耗;为保证磁路性能的同时使离合器尺寸更为紧凑,提出壳体壁厚尺寸的确定方法。最后,采用磁场有限元分析方法对离合器的改进结构进行了分析比较。结果表明,采用隔磁套杯结构能有效防止漏磁,阻断磁路分支,磁流变离合器工作间隙处能产生磁场强度接近理想值0.9T,且分布均匀。

线圈外置式磁流变阻尼器及其磁场有限元分析

提出了一种线圈绕于工作缸外的新型磁流变阻尼器。运用ANSYS电磁场有限元分析模块对其进行了静态电磁场分析,通过求得的磁力线分布与磁感应强度分布验证了新型磁流变阻尼器结构的合理性。根据牛顿流体模型和B ingham塑性流体模型,应用MATLAB软件计算出了新型磁流变阻尼器阻尼力随活塞速度、控制电流变化的关系曲线。

基于三维磁场有限元分析的磁流变阻尼器(MRD)磁路优化分析

对设计的MRD磁路结构进行了三维磁场有限元分析,查找到MRD磁路结构存在着阻尼间隙磁感应强度偏小的问题,并分析了产生该现象的原因。而后基于理论分析和磁场有限元分析的结果,对MRD的磁路结构进行了优化设计,使MRD阻尼间隙处磁感应强度提高了0.2T。经过仿真分析和试验对比,验证了优化设计的合理性。

混合励磁永磁同步发电机的电磁场有限元分析

介绍了一种混合励磁永磁同步发电机的电磁场有限元分析,这种发电机的主发电机部分和一般的永磁同步发电机相同,样机采用了表面径向式磁钢转子,另有用于调节电压的辅助电励磁部分,两部分共有一套电枢绕组。为了精确计算该发电机的参数和特性,采用了电磁场有限元计算,特别是对磁场分布比较复杂的电励磁部分采用了三维电磁场分析,在有限元数值计算的基础上,推导了计算发电机外特性的等效电路,并加工了实验样机,样机实测数据和计算结果相吻合。

双定子永磁同步发电机(Ⅱ)——有限元分析及样机试验

对双定子永磁同步发电机进行了有限元分析计算和样机试验,验证了本系列前述文章中将响应面法应用于双定子永磁同步发电机电磁设计的有效性及电机性能的优越性。针对5kW的样机电机,在不考虑散热差异的前提下,双定子永磁同步发电机的功率/体积密度比内转子永磁同步发电机提高50%左右,额定工作效率达90%,且在很广的负载范围内都具有很高的运行效率,额定电压调整率只有6%。

无轴承永磁电动机有限元分析及结构优化设计

针对无轴承永磁电动机内部磁场复杂、磁路计算时经验参数多、设计计算误差较大等问题,基于AN-SYS对无轴承永磁电动机进行了电磁场有限元分析和结构优化设计,验证了无轴承永磁电动机的悬浮原理和悬浮力模型,分析了永磁体厚度、极弧系数和气隙长度对径向悬浮力的影响,以及极弧系数对气隙磁密畸变率的影响,以获得最大悬浮力和最小气隙磁密畸变率为目标,结合实际情况得出了无轴承永磁电动机的最佳结构参数。

射流伺服阀用超磁致伸缩执行器磁场建模与分析

提出了射流伺服阀用超磁致伸缩执行器结构,采用磁场有限元法分析了超磁致伸缩执行器结构参数对超磁致伸缩棒内磁场分布的影响机理,给出了超磁致伸缩执行器结构设计的原则。推导出考虑超磁致伸缩棒内磁场分布不均匀时驱动磁场与执行器输出位移的关系方程式,并通过仿真与实验研究揭示了超磁致伸缩棒内磁场分布不均匀性对超磁致伸缩执行器位移输出的影响规律,最后求出所设计超磁致伸缩执行器漏磁系数约为1.4.

轴向绕组磁流变液阻尼器的磁场特性分析

运用ANSYS有限元分析软件,针对轴向绕组结构的磁流变液阻尼器,建立电磁场有限元计算模型,分析阻尼间隙通道的磁场特性,并建立径向线圈磁路结构的电磁场有限元模型,分析径向结构的阻尼间隙通道的磁场分布特性,对比有限元理论分析得出轴向绕组结构能在阻尼间隙通道产生近似平行平板磁场特性的均匀磁场。然后对轴向绕组结构在阻尼间隙通道产生的磁场进行测试,试验得出轴向绕组结构的阻尼器间隙通道磁场特性优良,更有利于磁流变效应;试验结果与理论分析基本一致,有限元分析方法为轴向绕组阻尼器的理论研究提供了方法参考。

磁流变减振器磁路设计与磁场特性分析

由于磁流变减振器输出阻力受控于磁场大小,因此采用平均磁路法对磁流变缓冲器双联活塞进行磁路结构设计。依据安培环路定律及各段磁路材料磁导率分析磁场能耗,讨论了活塞铁磁材料选取的原则。针对磁通量饱和及结构紧凑问题,分析铁芯磁路尺寸确定的关键因素,并给出相应合理的工作点。采用磁场有限元分析方法获得磁场分布,详细探讨单级活塞长度对活塞磁场的分布均匀性的影响以及铁芯处的磁饱和状态,验证了理论分析的正确性,进而得到合理的磁路结构尺寸。

单螺管型高温超导储能磁体的ANSYS磁场仿真分析

超导磁储能系统通过超导体制成的导电线圈储存能量,它的投入使用完全依赖于超导磁体的设计和研制,作为电磁储能元件,超导磁体在运行过程中会产生相当强的磁场。以储能量为1MJ的单螺管型、Bi系高温超导磁体作为研究对象,根据电磁场理论,推导出数学模型,并借助ANSYS有限元分析软件,建立了一个由44个双饼线圈构成的二维电磁分析模型,得到磁场分布规律等。该分析结果对超导磁体的结构设计、优化及漏磁屏蔽提供了一定的参考依据。

基于Comsol Multiphysics平台仿真计算分析细胞形变伴随的局部组织电阻抗变化

目的:利用数值计算方法模拟计算细胞形状变化导致的局部组织电阻抗变化。方法:利用Comsol Multiphysics多物理场计算平台软件,建立细胞形状和电磁场数值场域参数模型。结果:建立了细胞模型,并通过软件仿真分析发现,当细胞形状变化时,周围局部组织电阻抗有变化。结论:利用现有软件平台,可直观地对细胞及组织生理参数进行建模、仿真。

新型小功率平板式TFPM设计研究

针对传统横向磁场永磁电机(TFPM)制造工艺要求高、转矩脉动大的缺点,笔者提出了一种新型小功率四相平板式TFPM结构。采用SolidWorks软件为该结构电机建立了三维模型,对其"力-位移"特性进行了研究,在Ansys环境下进行电磁场有限元分析,设计出一台样机,并完成了初步测试。实验结果表明,新型TFPM简化了拓扑结构,降低了工艺要求,较好地抑制了转矩脉动,整个系统工作稳定。这种新型TFPM具有较高的实用性与创新性。

线圈外置式磁流变阻尼器阻尼特性理论研究

运用ANSYS磁场有限元分析模块研究了线圈外置式磁流变阻尼器磁流变液阻尼通道内磁感应强度的大小与分布,理论分析了磁流变阻尼器的阻尼力与励磁电流间的关系以及阻尼器的阻尼特性。研究结果表明,线圈外置式磁流变阻尼器具有较宽的阻尼力调节范围和较强的耗能性能。

柴油机高压喷油系统电磁阀的设计

分析了传统电磁阀作为电控高压共轨喷油系统执行元件的不足,设计出了双电磁铁驱动的新型电磁阀.从结构、原理上提高了电磁阀的响应速度.采用ANSYS软件分析了不同铁芯材料的磁场分布,从而优选出理想的铁芯材料,为电磁阀的设计提供理论依据.

用于被动力/力矩再现的新型磁流变液阻尼器(英文)

研制了一种用于被动力/力矩再现的新型磁流变液阻尼器,该阻尼器能够在磁场的作用下产生连续变化的阻尼力/力矩.阻尼器的结构包括一个上盖和一个下盖,一个转子设置于上盖和下盖之间,转子与上下盖之间的间隙充满磁流变液,在磁场作用下其粘度变大时,转子相对于壳体将受阻尼力作用.阻尼力矩的模型主要由以下几部分组成:一是由磁场作用于磁流变液产生的力矩,二是由磁流变液的动力粘度产生的力矩,最后是由装置的摩擦产生的力矩.由动力粘度产生的力矩可以通过简单的方法进行计算,由摩擦产生的力矩可以通过实验测得,而由磁场产生的力矩则要通过电磁场的有限元分析得到.最后,对研制的阻尼器原型进行了性能实验,检验了设计方法的有效性.

提高电磁平衡头运动平稳性的驱动参数优选方法

不平衡是旋转机械运行过程中的常见故障之一,为了在线消除不平衡需要设计主动平衡装置。提出了一种电磁式主动平衡装置的结构,阐述了其作动原理,基于此重点研究了电磁平衡头的运动平稳性。建立了平衡头的三维有限元简化模型,分析了不同驱动波形下平衡头的运动规律,据此确定了方波驱动方案。针对方波驱动电流大小和通电时间,通过Ansoft-Maxwell-3D仿真分析和实验验证可知,当线圈励磁电流的通、断电时间之比为1:1、通电时间为64 ms、电压大小为10.5 V时,方波驱动的电磁平衡头能够获得良好的作动平稳性。

基于Ansoft的大吨位永磁起重设备磁路设计

永磁起重吊的开发是起重技术的一个新方向,设计研发大吨位永磁起重设备是工业生产的迫切需要。本文利用磁导法设计出吸力为100 t的永磁起重设备。在现有永磁起重设备的磁路结构的基础上设计了新的磁路结构,并对设计的永磁磁路结构进行了二维瞬态有限元分析。通过参数扫描确定影响磁路性能的结构参数及其变化区间,在保证永磁吸盘提供一定吸力的情况下,利用Ansoft软件对磁路结构进行了优化设计,使卸载时工作磁极面处的剩余磁场强度降低了75%,永磁体的用量降低了53.6%。

大行程直线电机的磁流变阻尼器优化设计

对应用于大行程直线电机的磁流变阻尼器结构进行了探讨,并应用ANSYS电磁场有限元分析和ANSYS优化设计计算和优化了阻尼器磁路和结构。

基于单边盘式电机的新型集成化电动车轮

电动车轮技术是下一代纯电动汽车分布式动力系统的关键技术和热点研究领域。分析了电动车轮的几种典型结构及特点,指出集成化轮毂直接驱动是电动车轮技术的发展方向。针对现有轮毂驱动方案的不足,提出了一种基于单边盘式永磁电机轮毂驱动的集成化电动车轮新结构。开展了轮毂电机的3D电磁场有限元仿真研究,分析了新型车轮的机械特性。所提出的电动车轮具有功能集成度高、转矩大、重量轻等突出优点,为该进一步深化研究奠定了基础。

路径积分法获取电动汽车用SRM磁链特性应用

针对单元能量扰动法在求取电动汽车(EV)用开关磁阻电动机(SRM)磁链特性时存在计算量大,操作复杂、计算原理不易理解等缺点。在建立SRM二维有限元模型的基础上,对SRM在不同相电流和转子角度下的电磁场分布进行了有限元分析计算,根据SRM工作时电磁场分布特点,提出了一种基于预定义路径的线积分来求取SRM磁链特性的方法。得到了SRM磁链特性,并与单元能量扰动法求取磁链特性进行了比较,结果表明,采用路径积分法求取SRM磁链特性原理简单,操作方便,计算量小,结果准确可靠。最后通过与实测法得到的SRM磁链特性比较表明,由路径积分法得到的SRM磁链特性结果较准确地反映了SRM内部电磁关系,可以作为SRM非线性建模和各种分析优化的基础。