低频大功率超磁致伸缩换能器的热磁设计研究

针对影响低频大功率超磁致伸缩(GMM)换能器性能的励磁线圈进行设计分析,对作为换能器主要热源的激励线圈设计了几种散热方案。各种方案的实验对比表明,采用适当的线圈设计参数和散热方案,能有效提高激励线圈的电磁转换效率,增加换能器的最大工作电流,从而充分利用大功率换能器中GMM的潜在性能空间。

全桥拓朴隔离式开关电源主变压器磁设计

全桥拓朴结构的隔离式开关电源能在较小的尺寸下实现较高的功率变换,是高功率密度电源的重要电路结构,其高频主变压器磁心一般选择低损耗功率锰锌软磁铁氧体材料,其设计对电源的尺寸、性能有显著影响。磁设计的目的是用尽可能小的磁心传输尽可能高的功率,但受到两个限制性条件的制约,即磁心的发热和磁饱和。在散热充分的情况下,限制性条件就是磁饱和了。磁心参数设计多采用AP值公式,但目前的几个计算公式都存在一些缺点,要么计算不够准确,要么计算过于复杂不便工程应用。从全桥变压器基本原理出发,将一个工作周期分成了四个时间段。根据各时段的电流大小、方向所对应的磁工作状态,推演了磁心参数计算公式,并用一个实例进行了验证。

低轨微波遥感卫星磁设计及试验验证

分析了低轨微波遥感卫星主要磁源分布特征,针对微波遥感卫星载荷功率大、装载的收发(TR)组件、有源天线阵、电源及SAR等系统间供电电流回路、接地回路可能产生较大杂散磁矩的因素,提出了一些有效减少大功率微波遥感卫星杂散磁矩的设计方法和工艺措施并进行相关试验验证。测试结果表明:卫星整星接地设计,小型化TR组件及有源天线阵、星体内电缆等结构工艺布局和走线设计合理;显著地减少了整星静态永磁矩、动态场杂散磁矩,卫星磁矩满足指标要求。

全桥拓朴LC输出滤波器电感的磁设计

电路工程师在进行滤波电感设计时,多以经验公式计算来选择磁心,得出的结果准确度不高。以全桥输出滤波电感为例,基于滤波电感的实际工作原理,推导出了磁心尺寸精确计算公式。给出了一个设计实例,计算结果表明可以满足磁心设计的计算要求。

基于计算机软件模拟的板式磁选机磁系设计

板式磁选机是北京科技大学新研制的一款用于20 mm以下贫磁铁矿石干式预选的设备。运用A.M.软件对板式磁选机的磁系进行了设计优化研究。确定的钕铁硼磁块牌号为N50,厚度为30 mm,磁块纵向间隙为40mm,磁系底板材料为Q235;依据模拟结果制作的实物模型的磁感应强度实测值与模拟结果基本一致,模拟结果可靠性好。研究结果表明,利用计算机软件模拟磁系的磁场分布,可大大减少磁系设计的工作量,提高磁系设计的可靠性。

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。

ANSYS在稀土永磁同步电机转子设计中的应用

在稀土永磁同步电动机(REPM SM)转子结构设计中,应用AN SY S软件进行辅助设计、分析,设计结果准确、直观,可以缩短设计周期。

板式强磁选机磁系的仿真模拟设计

为提高板式磁选机的干式预选指标,以N50钕铁硼磁铁为强磁磁系主要材料,设计了一种针对弱磁性铁矿石预选的强磁选机磁系。在对强磁磁系磁极、结构进行仿真模拟计算的基础上,确定Q235钢为磁极底板,磁块的尺寸分别为80 mm×60 mm×30 mm和80 mm×60 mm×20 mm设计磁系;对不同磁系模型进行仿真模拟计算,拟定采用海尔贝壳阵列与挤压磁极夹导磁纯铁的磁系模型,其中挤压磁极磁块与垂直面充磁磁块长度比值采取1∶2的形式;依据模拟仿真结果设计制造的强磁磁系,磁系表面实测磁感应强度与模拟仿真结果一致,为设计制造强磁板式磁选机提供了理论依据。

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。

高梯度磁选机磁系结构设计校核及优化

高梯度磁选机的磁系部分是产生和提供磁源的中心,为整机的核心部分。对经过理论计算设计出的磁系结构进行了校核,结果表明在其它条件不变的前提下,工作气隙中的磁场强度随着上磁极截面的增加而增强,反之则是降低的,从而证实了理论设计思路的可行性。在此基础之上,提出了对磁系进行优化的措施。

磁流体静力分选机的磁系设计及计算

磁流体静力分选机的选分空间为非均匀磁场，以往磁选机磁系设计基本上是均匀场的磁系设计问题。本文阐述了分段逼近法在非均匀磁场问题中的应用，复合型磁极磁流体静力分选机的磁系设计及计算实例。本法具有准确可靠等特点，为磁选中非均匀磁场的设计提供了理论分析及计算方法。

工业型CLLP-φ1000振动高梯度磁选机磁系设计

本文着重介绍了工业型CLLP-Φ1000振动高梯度磁选机矩形磁系的设计与计算．主要包括激磁线圈、铠装铁轭及冷却水量三个部分。同时对磁系的磁场性能进行了检测．结果表明．该设计是可靠的。

大推力双U型永磁同步直线电机设计及性能测试

设计了一种应用于龙门五轴加工中心的大推力U型永磁同步直线电机,并对其性能进行了测试。结合电机使用环境和性能参数要求,对直线电机的基本尺寸、绕组形式和磁钢布置等进行了理论分析和计算;建立了该电机的有限元模型,采用有限元分析的方式对电机的静动态性能进行仿真分析,确定电机设计的最终方案并完成制造工作;应用直驱部件测试评价平台对电机的性能进行全面测试。实验测试结果满足系统的设计要求,证明了设计方法和设计过程的有效性。

专题教学模式在舰艇消磁磁电设计课程中的应用探析

舰艇消磁磁电设计课程具有综合性强和工程性强等特点,传统课堂讲授式授课模式存在学员主观能动性不足、理论联系实际的创新能力不够等问题。针对上述问题,在教学中探索问题式专题教学模式,以载流线圈磁场计算专题为例,阐述专题教学模式的实施方法和步骤。初步实践证明,专题教学模式能有效激发学员学习兴趣和主观能动性,较好地提高理论联系实际和解决实际工程问题的能力,对其他工程性较强的类似专业课程具有很好指导和借鉴意义。

永磁滚筒式磁选机的分析和设计

对永磁滚筒式磁选机的各个影响因素进行了详细分析,以有限元法为基础对磁选机磁场进行计算,给出不同磁系结构对磁场特性的影响。

适用于宽增益范围的可重构单级DC-DC变换器及其磁元件设计

该文基于开关电容结构与谐振网络单元的优势,提出适用于宽增益范围的模块化可重构单级DC-DC变换器,可根据输入电压范围来选择串入模块的数量,从而达到等效压缩谐振单元输入电压范围的目的,实现了变换器在宽增益范围内的高效率。同时,为了减小器件并联带来的不均流和局部过热等问题,该文设计了一种磁集成结构以代替传统采用分立磁心实现的平面矩阵变压器,并对比展示了所提出磁集成结构在变压器总损耗与功率密度上的优势,同时还给出了所提出磁集成结构变压器的损耗计算模型及其优化设计的方法。最后针对宽增益场景设计了输入电压为200~400V,额定功率500W的样机,验证了拓扑以及磁结构的有效性和正确性。

永磁组合箱式磁选机的设计及应用

目前较粗粒级磁铁矿的磁选普遍采用筒式磁选机,较细粒磁铁矿运用磁选柱等精选设备可以获得良好的磁选效果,而筒式磁选机和磁选柱对于微细粒嵌布的磁铁矿分选效率低。为了提高微细粒磁铁矿的分选效果,创新性地利用机械摆动磁系和复合力场作用,研制了永磁组合箱式磁选机。设备主要结构有机架、磁系、极板、分选箱、给矿给水系统、传动系统等,磁系位于分选箱两侧往复摆动,分选区磁场强度强弱变化,强磁场强度有利于微细粒磁铁矿形成磁链沉降,弱磁场强度有利于冲洗水打散磁链、消除夹杂。设备以永磁材料做磁源,磁系稳定,节约能耗;长方体箱式结构与磁选柱等圆柱型结构相比,耗水量低、分选腔内磁场分布均匀,适用于-75μm磁铁矿的精选作业,通过组合叠加分选箱和极板,可以适应不同规模选厂的要求。以本钢贾家堡铁矿-75μm占96.50%、TFe品位62.83%的三段磁选精矿为研究对象,进行精选试验,在适宜操作条件下,获得了TFe品位67.81%、回收率96.11%的精选指标。

油田井下WPT系统磁耦合机构优化设计

为优化油田井下无线电能传输系统磁耦合机构,提出一种改进型螺线管型磁耦合机构,采用Maxwell电磁场仿真工具提出一种优化设计方法,并通过研究LCC-S高阶补偿拓扑的特性得到了LCC-S的补偿设计公式和主要电路特性,最后使用PSIM(Power Simulation)仿真软件通过闭环PI(Proportion Integration)控制验证了提出的耦合结构和补偿拓扑的设计可行性和正确性,结果表明,该磁耦合机构适合油井下供电场景。

三相旋转磁场高效耦合自取能研究

目前三芯电缆自取能效率低已经成为限制电缆沿线在线监测技术发展的关键,为此提出了一种用于三芯电缆的全新磁场自取能方案。与基于互感器原理的传统取能方案不同,创新性地提出了一种基于电机原理的磁场取能方案,此方案提升了磁芯与三相电流产生的旋转磁场的耦合程度,将线圈正法线与电缆表面切向平行改为与径向平行,并给出了最佳取能位置。仿真结果表明,该方案相比以往方案可获得更高的线圈开路电压和输出功率,在磁场自取能效率上有显著提升。结合有限元仿真与神经网络算法,进一步分析一次侧电流、磁芯材料和磁芯尺寸等参数对线圈开路电压的影响,并给出具体的优化设计方案。最后制作样机,在实验室条件下开展相关实验,根据实验结果,一次侧电流50 A,三组线圈共2100匝时最大输出功率为2.243 mW。

新能源汽车永磁同步电机及控制系统的设计应用研究

随着全球环境压力的不断加大,新能源汽车已成为全球汽车产业升级换代的主要发展方向,电池技术、电机技术、整车控制技术作为新能源汽车的三大核心技术,在汽车应用方面有了更高的要求,研究开发新型新能源汽车专用电机和控制器系统,对于我国民族汽车工业发展,具有十分重要和深远的意义。随着永磁同步电机各应用领域的快速发展,本文以永磁同步电动机设计和控制系统算法设计为对象展开研究,发现永磁电机在新能源汽车行业具有良好的市场应用前景。