模块化永磁直线同步电机考虑制造公差的推力鲁棒性优化

模块化永磁直线同步电机(MPMLSM)具有效率与推力密度高、可靠性和可加工性好等优点,非常适用于长行程运输系统;缺点是批量生产中性能易受到加工公差的影响。针对这一问题,该文提出了一种考虑制造公差的综合多目标鲁棒优化设计方法。首先,基于六西格玛设计方法建立了鲁棒优化模型;其次,采用拉丁超立方采样方法在尺寸公差范围内根据正态分布规律进行抽样,模拟大规模生产时电机尺寸受公差影响可能会出现的各种变化;再次,在尺寸优化范围内均匀抽样构成足够的训练样本,由有限元软件仿真这些抽样方案的推力性能,并基于反向传播神经网络建立电机设计代理模型;然后,应用该代理模型对拉丁超立方采样得到的样本进行电机性能的计算,求解样本整体对应的各优化目标的均值与方差,进而计算多目标优化的适应度;最后,采用非支配排序遗传算法Ⅱ进行全局优化,得到鲁棒优化方案,与不考虑公差的确定性优化方案相比,验证了该方法的有效性。鲁棒优化方案虽然略微增加了电机体积和推力波动,但是其失效概率低,受公差影响小,更加符合产品批量生产过程中的质量要求。

模块化多相永磁风力发电机串并联直流海上风电场电压协调控制

为满足高电压、大功率、高可靠性的风电场直流输电系统电能传输需求,该文提出基于模块化多相永磁风力发电机的新型串并联直流海上风电场拓扑,以及模块化多相永磁风力发电机串并联直流海上风电场电压协调控制方法。首先,建立基于模块化多相永磁风力发电机的直流风力发电系统数学模型,设计了模块化多相永磁风力发电机无差拍功率预测控制器,来提升dq轴电流跟踪精度和动态响应速度,并补偿无差拍预测控制器中的单拍延迟;然后,针对模块化多相永磁同步发电机串并联拓扑结构特点,提出一种考虑直流风电场潮流的功率-电压协调控制策略,通过实时调节风机的有功功率参考值,来抑制串并联直流风电场的风机过电压;最后,搭建了基于模块化多相永磁风力发电机的3×6×5 MW串并联直流海上风电场的模型,来验证所提无差拍功率预测控制和功率-电压协调控制的有效性。

新能源农机用双永磁游标电机的模型预测电流控制

模块化双永磁游标电机兼具高转矩密度和低铁耗,适用于低速大转矩的直驱应用领域。针对新能源农机用模块化双永磁游标电机控制系统存在的转矩脉动大、电流谐波多和转速波动大等问题,提出一种基于改进式模型预测电流控制策略。相比于传统模型预测电流控制,提出的控制策略采用双矢量模型预测电流控制,在每个控制周期内可同时选择2个任意电压矢量组合作用,扩大了电压矢量的选择和幅值调节范围,可进行更准确的电流控制。同时,考虑系统延迟,在预测控制中加入电流延迟补偿环节。仿真结果表明,所提的控制策略可有效减小转矩脉动、电流谐波和转速波动,提升系统的控制性能。

定子无磁轭模块化轴向永磁电机磁极表面开槽分析

在永磁电机设计中,永磁体(PM)作为励磁磁源,直接影响电机性能。由于定子电流时间谐波和气隙磁场中高次空间谐波的存在,永磁体内产生的涡流损耗不容忽视,极易导致永磁体过热或不可恢复性退磁。本文提出一种减小定子无磁轭模块化轴向永磁电机永磁体涡流损耗的方法,以一台10极、12槽、20k W的轴向永磁电机为例,通过对永磁体表面开槽深度、开槽方式及开槽数目的研究,利用解析法和三维有限元仿真分析不同开槽结构的永磁体涡流损耗,推导出永磁体涡流损耗等解析式。并对比带额定负载时气隙磁通密度,合理选择永磁体表面开槽方式及开槽数目。

定子无磁轭模块化轴向磁通永磁电机研究进展综述

定子无磁轭模块化(yokeless and segmented armature,YASA)轴向磁通永磁电机具有功率密度和转矩密度高、效率高、轴向结构紧凑、易于维修的优点,在电动汽车、风力发电等领域有广阔的应用前景,已有大量文献对YASA电机进行分析研究。该文基于国内外对YASA电机已开展的研究工作,介绍该类电机的典型拓扑结构,并从电机电磁特性计算方法与性能优化、损耗分析与抑制技术、温升与散热研究、齿槽转矩削弱技术、结构强度校核与制造偏差分析,以及定子铁心材料选取等方面进行综述,并对该类电机当前的应用情况进行整理。最后,基于YASA电机的研究现状,对未来研究的发展趋势进行展望。

应用组合式磁极以提升弱磁性能的定子无磁轭模块化轴向永磁电机优化设计

为了改善永磁体表贴式定子无磁轭模块化轴向永磁电机弱磁性能,本文提出了一种永磁材料和软磁材料组合式新结构磁极,形成低磁阻磁路,灵活控制磁通,能有效提高定子无磁轭模块化轴向永磁电机的弱磁性能。

开路故障下模块化永磁同步电机的容错控制

为提升模块化永磁同步电机的容错能力与故障条件下的输出能力,提出了一种新型的扩展开路容错控制(EOCFTC)策略。首先,构建了n模块的模块化电机数学模型,根据模块化电机的特点,提出了一种新型绕组重构策略处理各模块中的多相开路故障,并对剩余的正常相进行合理重构。其次,分析了几种典型开路故障及其处理方法,运用磁动势补偿和磁场定向控制策略保持新模块的正常运行。最后,通过两模块化电机验证EOCFTC策略的可行性。实验结果表明,采用EOCFTC策略的模块化电机具有较高的容错能力,能够实现模块化电机的最大输出转矩;同时在两模块化电机上的开路故障容错控制中,表现出良好的合理性和可行性。

模块化定子永磁风力发电机及其控制

针对海上风能开发和利用,提出和设计了一种新型结构的永磁风力发电机。所提出的电机由多个空间均匀移相的模块化定子永磁发电机(MSPMG)组成,每个MSPMG是独立的单相双凸极电机,每个定子模块包含永磁、齿极和线圈,减小了模块间的磁耦合和线圈互感。通过分析MSPMG的电磁特性和发电原理,基于变分原理推导出MSPMG的最优功率控制策略,利用单相H桥全控整流电路实现了对电枢电流的控制。有限元分析证明MSPMG各个模块间的磁路耦合很小,运行状态相互独立,因此该电机具有很强的容错运行能力。基于软件仿真证实了所设计电机及其控制策略的正确性和有效性。

模块化永磁直线游标电机等效磁网络及漏磁分析

在模块化永磁直线游标电机的初始设计及优化设计中,使用有限元方法(FEM)计算漏磁系数时需要耗费大量的建模和计算时间。针对这一问题,建立该种电机的等效磁网络模型,在建模期间,考虑气隙中的边缘效应,并计算永磁体组与定子齿在不同相对位置时的等效磁导,得到该种电机在一个周期内不同相对位置时的漏磁磁导和漏磁系数的数学解析表达式。采用FEM验证了该数学解析表达式的准确性。研究结果为模块化永磁直线游标电机的设计提供了理论依据。

剩磁接触器及其节能控制模块的设计

针对剩磁接触器设计了节能控制模块,同时探讨了将普通接触器经磁系统改造成剩磁接触器的问题。详细阐述了剩磁接触器各个工作阶段,节能控制模块的工作原理,并具体分析了普通接触器磁系统改造中钢材的选择。

带磁记忆干簧管模块在液位显示控制系统中的应用

目前液位显示控制系统普遍采用干簧管作液位检测元件，普通的干簧管通过磁场可控制干簧管接点的开关状态。它作为检测元件与液体隔离，可靠性高，广泛用于简单的液位控制系统中。但不能对已吸合的状态保持记忆。如将它作为复杂的多级显示、多级控制的液位控制系统中的检测元件，会使控制电路的设计复杂化；如在控制电路中采用电气联锁的方法保持液位记忆，

自动电磁除杂技术在烟草除杂工艺中的应用

在造纸法薄片生产的原料加工、输送过程中,由于原料中含有大量的铁质杂物,会造成设备关键加工部位异常磨损和损坏,严重影响加工过程的在制品质量。为实现对原料生产工艺环节中铁质杂物的自动去除和收集,设计了一套自动电磁除杂机系统,并从磁选机体、电磁吸盘、加磁模块、传动机构、料位高度探测、PLC等工控设备以及控制软件方面,对该系统进行详细阐述。试验结果表明,该系统能够系统、高效地去除造纸法再造烟叶原料中含有的大量铁质杂物。

高速直流断路器用作灭磁开关的技术条件

随着发电机容量的增加,其内部磁场储存的磁能也相应的增大。与此相应,灭磁方式也逐步由耗能型转向移能型。所谓耗能型,就是由灭磁开关在开断励磁电流的过程中,消耗掉全部灭磁能量。所谓移能型,就是灭磁开关并不消耗全部磁场能量,而将大部分磁场能量由灭磁电阻消耗,灭磁开关本身只消耗一小部分磁场能量。为实现移能,在大型发电机上曾广泛用带副触头的专用灭磁开关。即在跳开灭磁开关时,先将其副触头闭合,接通灭磁电阻,随即打开灭磁开关,切断励磁电源回路。近来为实现移能,采用了如下方案,为切断励磁电源回路通用的高速直流断路器,而接通灭磁电阻则采用可控硅整流元件(SCR)。由于可控硅元件只有在承受反向电压时才能触发导通,在需要灭磁时,它是先跳开直流断路器,随即能该(SCR),将灭磁电阻接入。通用的高速直流断路器是用来切断直流供电回路,如直流牵引电源,牵引轨车,直流电机,轧钢设备弓电等的短路电流而设计的,将它用来切断励磁电流,其工作过程显然与切断短路电流的过程完全相同,本文试图对这一不同过程从概念上作一分析,以有利于在励磁系统设计中对该高速直流断路器的选型。

浅谈电磁智能控制运动装置的原理

电磁智能控制运动装置的设计受到单摆原理启发,通过调整单片机的占空比控制线圈的电流强度,产生不同的磁场强度控制磁摆来回摆动,并能够通过光电传感器控制磁摆的同步性达到控制装置的精确性。该系统能够控制磁摆在指定的摆角(10o^45o)范围内连续摆动,摆动摆角绝对误差≤5o。

电磁智能控制运动转置的设计与实现

该系统以单片机AT89S51为磁摆的控制核心,电路分为单片机主控模块、光电:传感器模块、磁摆模块、线圈模块等四部分。设计受到单摆原理启发,通过单片机控制线圈的电流强度,产生不同的磁场强度控制磁摆来回摆动。该系统能够控制磁摆在指定的摆角(10°~45°)范围内连续摆动,摆动摆角绝对误差≤5°。周期,振幅控制准确,频率易调节,系统经济实用。

爬壁机器人磁吸附模块设计分析与结构参数优化

作为磁吸附式爬壁机器人的关键部件,磁吸附模块的结构通常会影响机器人的整体质量及吸附稳定性。针对磁吸附模块磁路耦合关系复杂、优化设计困难等问题,结合虚拟仿真技术、代理模型和蜣螂优化算法提出了一种磁吸附模块结构优化方法,以提高其磁力计算和优化设计过程的效率。首先,介绍了爬壁机器人的结构设计方案,并通过对现有的Halbach阵列磁路模式进行仿真分析,确定了三磁路模式具有相对较高的吸附效率;同时,基于初设参数对磁吸附模块磁力仿真模型进行了实验验证,为后续代理模型的建立奠定了基础。然后,建立了以机器人吸附稳定性和结构参数为约束、以磁吸附模块轻量化为目标的优化模型。采用最优拉丁超立方设计、ANSYS参数化建模以及代理模型技术建立了磁吸附模块磁力与结构参数之间的四阶响应面模型,并对其可信度进行了验证。利用蜣螂优化算法对磁吸附模块的结构参数优化模型进行了求解。结果表明,所建立的代理模型的预测误差很小,能够较好地表征磁吸附模块磁力与结构参数之间的关系;优化后磁吸附模块的质量减小了12.7%。最后,通过机器人负载实验验证了优化过程的正确性。研究结果可为其他磁吸附式机器人的磁力分析与结构优化提供参考。

光纤收发器重要元器件的选择

介绍了光电介质转换芯片、光收发一体模块、RJ45、磁模块等光纤收发器重要元器件的选择依据及技巧。

基于压电电缆传感器的心率测量与反馈系统设计

心率作为人体最基本的生理参数之一,反映着人体健康变化状况。为提高心率监测的实时性与准确性,设计了一种基于压电电缆传感器的非接触式心率监测系统。该系统利用心冲击图又称体震(BCG)信号记录心脏活动引起的身体震动,并通过FIR数字滤波器进行信号去噪,然后利用差分阀值检测算法进行波形特征提取。为实现对失眠症状的自适应调节,设计了基于磁诱导模块的反馈装置产生24 Gs～72 Gs的磁场作用于神经中枢。实验测试结果表明,与医用仪器相比,心率测量误差约为±3次/分,而磁诱导模块改善了非自主神经的兴奋与抑制水平间接提高了睡眠质量,符合未来家庭监测仪器的发展方向。

浅谈打卡机管理

自我国首张信用卡发行以来,我国信用卡发行量至今已达数千万张,打卡机也从最初的手工打卡机发展到现在普遍使用的小型自动打卡机以及高速大型打卡机,并包括各种系列,多种型号。随着信用卡业务的发展,目前打卡机几乎已遍布全国各级城市的各家专业银行。打卡机管理维护、应用的好坏,

皮带输送机综合保护系统研究

为加强对皮带输送机在启动、停机、运行阶段运行参数的监测,设计一套皮带输送机综合保护系统。该系统分为电机运行监控系统和弱磁检测系统,不仅可对启停阶段电机电流、输出扭矩、电压等参数进行监测,还可对运行阶段皮带是否会跑偏、断带、堆煤、超温等故障进行监测。经试验验证,该系统能够很好地完成上述监测保护功能。