谐振式无线输电系统线圈参数优化

为优化同轴同心型无线电能传输系统的线圈尺寸,提高最大传输效率,文中基于等效电路理论建模,通过电感、互感表达式推导耦合系数、最大传输效率关于线圈尺寸参数的关系式,运用仿真分析线圈长度、线圈直径和传输距离对耦合系数的影响规律,进一步优化传输系统的最大传输效率,并通过多物理场仿真不同线圈尺寸的磁场分布特征。最后选定线圈尺寸进行实验测试,并与理论、仿真数据进行对比。结果表明,所提方法的最大传输效率的理论值、仿真值与实测值基本吻合。

无线电能传输磁耦合线圈的设计与优化

为优化无线电能传输(WPT)系统和提高系统传输效率,在分析线圈参数对传输功率、效率的影响后,提出了一套针对传输功率为1.5 kW、传输距离为200 mm系统的线圈优化设计方案。为了研究线圈参数(线圈匝数N、线圈内半径r、线圈匝间距s、线圈线径a)对系统传输功率和效率的影响,首先基于电路理论推导得出了传输功率、效率与线圈参数的表达式,然后基于有限元仿真软件搭建了有限元仿真模型,对发射与接收线圈参数对系统传输性能的影响以及空间磁场分布进行了研究,由此提出了一种多参数优化方案。最后,利用所提方案对固定距离下的WPT系统进行了优化并进行了仿真和试验验证。试验结果表明优化后的系统传输效率较优化前提高了7%,试验和仿真结果与理论分析具有较好的一致性,证明所提方法的有效性和正确性。

电涡流传感器性能优化关键技术

电涡流传感器因具备无损检测、非接触测量等优异特性,广泛应用于工业生产等各领域中的微量位移测量、导电介质缺陷检测以及设备运行状态监测。然而,受限于线圈结构参数优化、检测电路创新设计和测量误差动态补偿等技术瓶颈,现有电涡流传感器普遍存在灵敏度欠佳、线性度不足、突变温度场下检测精度亟待提升等突出局限,直接制约着其在各类极限环境下高精度检测领域的推广应用。为此,在深入剖析和系统总结国内外电涡流传感器研究与应用现状的基础上,聚焦线圈结构、检测电路以及误差补偿方法,重点探讨了优化其核心性能的基本原理与关键技术,并对相关研究的发展趋势进行了初步构想与展望,以期为多维度提升传感器性能、根源促进其发展应用提供有效借鉴。

基于脉冲涡流的TBM盘形滚刀磨损检测方法

为保障TBM高效安全运行,提出一种脉冲涡流检测(PECT)的刀圈径向磨损量无损检测方法。先基于Maxwell时变电磁场理论建立有限元模型,采用控制变量法探究线圈高度、内半径和外半径3个激励线圈参数的优化策略;再搭建刀圈径向梯度化磨损量无损检测有限元模型,研究刀圈径向磨损量与前期电压信号积分值的映射关系,提取可连续反映刀圈磨损程度的特征量,并研究不同提离距离下刀圈径向磨损量与特征量的映射关系。结果表明:在给定激励线圈外半径取值的前提下合理调节内半径取值,可最大程度兼顾对激励线圈高分辨率、强耦合程度的要求;检测线圈与刀圈的最远距离为64 mm,在满足48.26 cm刀圈最大径向磨损量为35 mm的基础上保留了29 mm余量,比传统涡流检测的最远提离距离提高了83%;该方法提高了探头远距离检测能力,保障了探头安装空间,同时显著降低了探头被岩碴刮擦损伤的风险。

脉冲涡流阵列探头与铝合金缺陷定量检测

针对航空铝合金试件体积较大的问题,建立了阵列式脉冲涡流探头有限元仿真模型,根据脉冲涡流趋肤效应及能量分布原理,设计了MAX038仿真模型产生激励信号并加载于阵列线圈上,通过优化线圈参数实现了试件缺陷的定量检测。结果表明,仿真模型激励信号加载于线圈上生成的磁场分布,与模拟激励相似但更接近实际情况。优化后的线圈提高了缺陷识别灵敏度和分辨率,在缺陷检测中表面缺陷宽度与特征信号峰值成正比,缺陷深度与特征信号峰值成指数关系。