Double U-Shaped Slots Loaded Stacked Patch Antenna for Multiband Operation

The design of a seven-band stacked patch antenna for the C, X and Ku band is presented. The antenna consists of an H-slot loaded fed patch, stacked with dual U-slot loaded rectangular patch to generate the seven frequency bands. The total size of the antenna is 39.25 × 29.25 mm2. The multiband stacked patch antenna is studied and designed using IE3D simulator. For verification of simulation results, the antenna is analyzed by circuit theory concept. The simulated return loss, radiation pattern and gain are presented. Simulated results show that the antenna can be designed to cover the frequency bands from (4.24 GHz to 4.50 GHz, 5.02 GHz to 5.25 GHz) in C-band application, (7.84 GHz to 8.23 GHz) in X-band and (12.16 GHz to 12.35 GHz, 14.25 GHz to 14.76 GHz, 15.25 GHz to 15.51 GHz, 17.52 GHz to 17.86 GHz) in Ku band applications. The bandwidths of each band of the proposed antenna are 5.9%, 4.5%, 4.83%, 2.36%, 3.53%, 1.68% and 1.91%. Similarly the gains of the proposed band are 2.80 dBi, 4.39 dBi, 4.54 dBi, 10.26 dBi, 8.36 dBi and 9.91 dBi, respectively.

双圆弧谐波减速器刚轮插刀有效长度分析与优化

为预估和延长双圆弧谐波减速器刚轮插齿刀有效长度,论文建立了双圆弧刚轮齿廓数学模型,根据运动学法,建立了插刀加工数学仿真模型;根据齿廓法线法,建立了砂轮磨削加工数学模型,推导了刃磨后插刀的等效齿形与加工误差,确定了插刀的有效长度。在此基础上,论文通过优化砂轮齿形与插刀齿数,延长了插刀有效长度。结果表明:优化前55齿插刀有效长度为2.1 mm, 0截面插刀加工出刚轮齿形误差为2μm;优化后0截面插刀加工出刚轮齿形误差的最大值为0.14μm。优化后插刀齿数越多,插刀有效长度越长;优化后42齿、55齿、68插刀有效长度分别增加了4.8%、52%、81%。

基于ANSYS的小型永磁同步发电机齿槽转矩研究

从能量法角度对永磁同步发电机齿槽转矩展开理论分析,并推导出理论表达式。根据齿槽转矩理论表达式分析转子、定子和永磁体的参数对齿槽转矩产生的影响。利用ANSYS有限元软件分别研究极弧系数、磁钢厚度、定子槽口宽度和转子外径对齿槽转矩的影响。研究结果表明,极弧系数和定子槽口宽度对齿槽转矩影响最大,随着极弧系数的减小,齿槽转矩也会减小,定子槽口宽度也有同样规律。该研究方法具有可行性,其研究结论可为设计发电机或优化电机齿槽转矩提供理论依据。

永磁无刷直流电机噪声分析

与传统异步电动机相比,永磁无刷直流电机不仅具有高功率因数,较大起动转矩,可靠的运行能力,而且具有控制方式简单,调速性能平滑特点。但是,随着国际市场打开,我国电机产品不能进入国际市场原因之一,就是噪声指标不符合国际要求,因此,加强电机振动与噪声研究已成为当下研究迫切需要,现以永磁无刷直流电机为例,对国内外该电机研究现状进行调查,通过对电机电磁噪声进行解析计算和有限元分析,对比分析极槽配合、极弧因素、永磁体以及定子槽尺寸等因素,得出影响永磁无刷直流电机噪声控制方法。

一种改进的U型槽超宽带微带天线研究

设计了一种改进的U型槽低剖面宽带微带天线,并考虑在尺寸为30.0 mm×30.0 mm×1.5 mm、由相对介电常数为4.4的FR4制成的覆铜介质基板上通过酸蚀制备该天线。利用仿真软件HFSS对该天线的参数进行了仿真和优化,并根据优化的天线尺寸进行了实际制作和测量。仿真及实测结果均表明:通过在U型槽臂加载弧形,该天线的频带宽度和相对带宽分别可达3.4～11.2 GHz(S11≤–10 dB)和107%,达到了展宽带宽的目的。该天线不仅可以实现超宽带,而且结构简单,尺寸小,易于集成。

真空开关横磁触头磁场仿真与电弧特性研究

真空开关具有开断能力大、可靠性高、体积小及对周围环境无污染等优点,已经广泛应用于中压领域,文中针对国内真空开关发展的现状和实际需求,对万字型横磁触头真空电弧在电弧跨越触头槽隙过程的特性进行仿真分析和实验研究。首先建立了万字型横磁触头的三维有限元模型,计算了触头间隙磁场的分布以及弧柱所受磁吹力情况,特别分析了越过触头槽隙的过程中磁场和磁吹力的变化规律,并计算了槽隙宽度对磁场以及磁吹力的影响;并且采用高速摄影机通过实验研究了电弧越过触头槽隙过程中电弧形态特点以及不同槽隙宽度对电弧特性的影响。仿真和实验的结果表明,弧柱在运动到触头槽隙时更倾向于沿槽隙运动而非跨槽;同时,槽隙宽度在一定范围内减小可以减小槽隙对电弧运动所带来的不利影响。

一种双陷波超宽带天线设计与研究

为了避免如WiMax和WLAN等窄带通信系统对超宽带通信系统的影响，该文提出一种具有双陷波特性的超宽带天线。该天线采用圆形贴片作为辐射单元，通过在贴片和接地板上分别开圆弧状的H形槽和L形槽来实现双陷波特性。天线在3.1~10.6 GHz的超宽带频段内能够有效地工作并抑制两种不同的窄带通信系统的干扰。同时圆弧状 H 形槽的参数研究表明，这种开槽结构能够以槽参数组合的形式更有效地控制陷波中心频率。实测和仿真结果吻合，该天线实现了良好的陷波功能，在工作频段内有良好的辐射方向特性。

一种削弱永磁同步电动机齿槽转矩的方法

为了研究实心转子永磁同步电动机的削弱措施,结合永磁电机永磁体极弧系数和永磁体不对称放置的方法,提出了一种仅改变实心转子非磁性槽楔的齿槽转矩削弱方法。通过非磁性槽楔的变化改变一个磁极的极弧宽度,其余磁极宽度不变,同时保持各个非磁性槽楔的宽度相同,通过合理的选择槽楔的形状和宽度,可以非常有效地削弱齿槽转矩。通过解析法研究了采用该方法后实心转子永磁同步电动机齿槽转矩的表达式,得到了永磁体剩磁平方的傅立叶分解表达式。据此得到了磁极的两种极弧宽度和磁极间距大小与齿槽转矩的关系式和磁极极弧宽度的确定方法。该方法仅改变了槽楔的形状,对电机结构影响较小,且合适极弧宽度组合较多,有限元验证表明该方法可有效地削弱齿槽转矩。

近似极槽无刷直流电动机降低齿槽转矩方法分析

齿槽转矩的最小化一直是永磁电机研究的难点和重点。为了削弱永磁无刷直流电动机的齿槽转矩,首先利用能量法和傅里叶分解法进行分析并提出了减小齿槽转矩的最佳极槽配合。研究表明:当定子槽与转子极的最小公倍数为2pQ、最大公约数为1时,齿槽转矩最小。在此基础上,研究了近似极槽永磁无刷直流电机极弧长度对齿槽转矩的影响,提出了最低齿槽转矩极弧长度的确定方法;最后利用有限元法对其进行了验证,证明文中提出的方法是正确有效的。

多纵缝灭弧室中电弧重燃过程的分析与模拟

通过对电弧电流零区现象的试验研究，确定了多纵缝陶土灭弧室中电弧重燃过程的特性，提出了描述电弧重燃过程的数学模型，并在不同的开断条件下，对电弧电流零区过程进行了模拟计算。

紧凑型多陷波超宽带天线设计与研究

提出了一款紧凑型多陷波特性超宽带天线,该天线由圆形贴片和改进的接地板组成。采用在辐射贴片上开两个圆弧状U形槽和接地板上开一个U形窄缝隙的结构使其具有多陷波特性。天线的体积仅为32 mm×25mm×1.6 mm,结构紧凑。仿真与测试结果表明：该天线工作带宽为2.8~16 GHz,实现了3.2~3.8 GHz、4.5~5.5 GHz和7.2~8.6 GHz 3个频段的陷波特性,有效阻隔了Wi MAX（3.3~3.6 GHz）、大容量微波通信频段（4.5~5 GHz）、部分WLAN（5.1~5.35 GHz）、X波段（7.25~7.75 GHz）和国际电信联盟（ITU）波段（8.01~8.5 GHz）窄带信号的干扰。除陷波频段外该天线具有良好性能和辐射方向性,更适合应用于超宽带系统。

近极槽数表贴式永磁同步电机齿顶漏磁分析与计算

近极槽数表贴式永磁同步电机的齿顶漏磁比较大,凭传统经验选取齿顶漏磁系数,再利用有限元软件仿真的方法延长了电机设计周期,即齿顶漏磁的快速、准确计算十分必要。根据半单元电机内每个齿的齿顶漏磁各自不同的特点,提出了平均每极齿顶漏磁的计算方法。将半单元电机内的所有齿的齿顶漏磁规算到每个磁极下,推导出了平均每极齿顶漏磁和齿顶漏磁系数的解析表达式。在此基础上进一步研究了电机极数和极弧系数的变化对齿顶漏磁系数的影响。平均每极齿顶漏磁解析法计算结果与有限元软件仿真结果一致,验证了平均每极齿顶漏磁计算方法的正确性和准确性。

4种圆弧型开缝翅片特性数值模拟

热交换器是能源利用的重要设备,针对高效低能耗热交换器的开发,一些研究提出对热交换器翅片进行开缝处理。利用FLUENT软件对4种四排圆弧型开缝翅片的传热性能和阻力特性进行了数值模拟,在速度变化较大范围内,得到了传热和阻力特性曲线,引入一个评判综合传热性能的强化传热准则。模拟结果表明,在速度较低时,圆弧型组合开缝翅片的综合换热性能较好;在速度较高时,开窄缝的圆弧型翅片综合换热性能较好。

优化磁极形状和极弧系数的分数槽无刷直流电机齿槽转矩削弱方法

永磁电机的永磁体与有槽电枢铁心之间相互作用,产生齿槽转矩,引起电机的振动和噪声。针对一台9槽10极无刷直流电机展开分析,通过能量法和傅里叶分解法得到其齿槽转矩的表达式,并采用有限元分析方法分析了两种常用磁极形状对该电机齿槽转矩的影响。此外,通过分析极弧系数对电机齿槽转矩的影响,得出分数槽永磁电机齿槽转矩随极弧系数的变化规律。在此基础上,提出了一种电机最小齿槽转矩极弧系数确定方法,并分析改变极弧系数对电机其它参数的影响,从而验证了所提方法的有效性。

槽口宽度和磁极偏心对伺服电动机齿槽转矩的影响

伺服电动机的转矩脉动会影响机器人的定位精度,而齿槽转矩是转矩脉动的重要组成部分。以一台集中式绕组表贴式磁钢的永磁伺服电动机为例,采用傅里叶分解计算了齿槽转矩的解析式,同时利用有限元方法研究了改变定子槽口宽度和转子磁极偏心对削弱齿槽转矩的影响,根据计算结果对比分析了不同槽口宽度取值和不同磁极偏心取值对应的电机齿槽转矩峰峰值的变化规律。

弧形永磁同步电机设计与优化

对于超大型的精密测量设备,传统的传动方式已经不能满足实际应用需求。介绍了一种基于弧形永磁同步电机驱动方式。为了解决弧形永磁同步电机力矩波动较大的问题,采用有限元分析的方法来仿真分析电机的边端力矩和齿槽力矩。通过调整电机定子铁心的圆周方向的长度,电机的边端力矩从优化前的5.1 N·m下降到1.6 N·m;通过采用分数槽结构的方法,电机的齿槽力矩从6.0 N·m下降到0.67 N·m。仿真和实验结果表明电机的力矩波动从原来的4%下降到1.8%,证明该种方法的有效性。

极弧系数与极槽配合对直驱永磁同步发电机齿槽转矩的影响

为了削弱直驱永磁同步发电机的齿槽转矩,根据其结构特点,研究了极弧系数和极槽配合对齿槽转矩的影响。首先,采用解析法确定了对齿槽转矩有影响的气隙磁密平方的傅里叶分解系数,并得到了傅里叶分解系数与极弧系数的变化函数关系,进而分析了极弧系数对齿槽转矩的影响,然后用有限元法对不同极弧系数下的齿槽转矩进行了计算,验证了解析法的正确性,最后,通过24台样机的设计数据,分析总结了不同极槽配合对齿槽转矩的影响规律。结果表明,合理选取极弧系数和极槽配合,可以有效削弱永磁同步发电机的齿槽转矩。

周向均布多型芯圆弧抽芯注塑模设计

风轮塑件上有12个周向均布的圆弧形叶片,注塑生产时需要多型芯圆弧抽芯,常规的注塑模结构不能满足生产要求,为此设计了一种特殊的风轮注塑模具。论述了模具结构特点和工作原理。该模具由一个带曲线导槽的套、一个旋转环1、2个拉杆及12个圆弧型芯组成了圆弧抽芯机构,而未采用一般的齿轮-齿条机构或连杆机构,简化了模具结构,解决了注塑风轮塑件抽芯难的问题。

基于极弧系数选择的直线电动机法向力波动削弱方法

齿槽效应是直线电动机产生法向力波动的主要原因之一。为削弱齿槽效应产生的法向力波动,本文提出了基于麦克斯韦张量法和和傅里叶分解的解析分析方法,明确给出了在电枢开路的情况下齿槽效应产生的法向力波动的解析表达式。以此为基础,研究了基于不同极弧系数选择对直线电动机法向力波动的影响,并提出了极弧系数对法向力波动的确定方法。通过该方法,可以轻松地确定法向力不同极槽配合下的的最佳极弧系数,进而削弱法向力波动产生的影响,最后经过有限元验证,证明该方法是正确有效的。

轮毂电机振动噪声抑制措施

外转子永磁同步电机作为轮毂电机较多地应用在电动汽车上,但以轮毂电机为目标的振动噪声研究却较少。以一台额定功率为10 kW、额定转速为500 r/min的轮毂电机为例,通过构建轮毂电机的2D有限元模型,对电机的径向电磁力密度和振动噪声特性进行有限元仿真计算。从极弧系数和定子齿上开辅助槽两个方面对外转子轮毂电机的振动噪声特性进行研究。仿真结果表明:轮毂电机极弧系数为0.72左右时,振动噪声特性较好;在定子齿顶开设不对称的双辅助槽显著提升了电机的振动噪声特性。