水冷式永磁涡流制动装置的仿真与试验

为克服传统永磁涡流制动装置的制动性能热衰退问题,采用水冷散热的方法设计出一种新型永磁涡流制动装置。介绍两种永磁涡流制动装置的结构和工作原理,着重分析水冷式结构的冷却循环特点。为防止出现磁饱和现象,利用有限元法分析电磁场并给出装置的磁场分布图。利用磁路法分析装置静态吸力与磁铁厚度之间的关系曲线。通过拟合试验制动力矩与仿真静态吸力数据,得出制动力矩与吸力近似呈线性关系的结论。对两种装置温度场和制动力矩进行试验比较,给出试验曲线和仿真计算曲线,仿真数据与试验数据吻合较好。试验结果表明,采用水冷散热方式使永磁涡流制动装置保持较低的工作温度,持续工作时未发生制动力矩热衰退,装置的持续工作能力得到很大提高。

直线型涡流缓冲装置的设计

针对高速运动体缓冲制动的特点设计了一种直线型涡流缓冲装置.该装置利用涡流产生的阻尼力,对高速运动体进行非粘着制动.推导了缓冲力的理论计算公式,将理论计算结果同有限元计算结果进行对比,验证了理论公式的可用性.在缓冲装置中,采用Halbach阵列代替常规永磁体阵列,并对缓冲效果进行对比计算,表明采用Halbach阵列的涡流缓冲装置缓冲性能更优.该装置可有效避免常规缓冲制动过程中发生的物体接触、碰撞和磨损.

车用永磁缓速器磁-热耦合建模与试验研究

针对重载货车制动负荷严重超限的问题,提出了一种基于永磁涡流制动原理的车用辅助制动装置—永磁缓速器,其制动力矩可无级调节。为解决永磁缓速器长时间制动产生高温导致的制动力矩衰退、永磁体失磁等问题,采用磁-热双向耦合方法,以涡流盘磁导率和电导率为物理场相互影响因子,建立了缓速器磁-热耦合物理场模型,研究了考虑温度影响的缓速器制动力矩特性,为缓速器优化设计提供理论支持。试制了不同涡流盘材料和散热结构的多个永磁缓速器样机,并进行了台架拖动试验。结果表明,采用磁-热双向耦合时的制动力矩仿真值和试验值吻合更好。

旋转型永磁涡流制动装置的研究

研究了一种适用于非动力车辆的非摩擦制动技术——旋转型永磁涡流技术。根据涡流制动原理,以CRH2拖车转向架为对象,设计了旋转型永磁涡流制动装置。运用ANSYS软件着重进行了旋转型永磁涡流制动装置磁场的瞬态分析,得到在不同速度下感应盘所能提供的制动功率。最后从制动装置的永磁体磁极对数、磁极周向距离、极片厚度、空隙宽度等方面对漏磁造成的运行阻力进行了分析,并提出相应的措施。

基于Rogowski永磁式涡流缓速器电磁场与制动力矩研究

永磁式涡流缓速器电磁场分析是其设计的核心。为了研究永磁式涡流缓速器电磁场分布,将缓速器的永磁体等效为磁化电流,从麦克斯韦方程组出发,应用Rogowski方法,研究了气隙磁场分布,计算了转子鼓中的涡流密度,推导出了永磁式涡流缓速器的制动力矩计算公式。采用Rogowski方法不仅清楚地揭示出永磁式涡流缓速器的电磁场物理本质,而且制动力矩理论计算值与缓速器台架试验结果的误差小于10%,在可接受范围内。

基于ANSYS的永磁涡流制动机磁场分析

分析了旋转型永磁涡流制动机的工作原理,并进行了涡流制动机机构设计。在此基础上使用有限元分析软件ANSYS建立了涡流制动机的三维模型,完成了涡流制动机的磁场分析,得出在不同的工作状态下的磁场强度分布规律。这为旋转永磁涡流制动机优化设计及控制方法的确定提供了设计依据。

基于有限元法的永磁缓速器涡流场分析

为了提高缓速器气隙磁场和制动力矩计算精度,将矢量磁位法应用到永磁缓速器涡流场有限元计算中,并考虑转子磁导率的非线性以及涡流产生磁场对永磁体磁场削弱作用.应用电磁场有限元仿真软件,采用混合自动剖分技术,得到缓速器电磁场数值解.试验结果表明,静态工作间隙磁感应强度计算值与试验值误差在5%以下,永磁缓速器制动力矩数值计算值与试验值吻合较好.

无刷直流电动机转子涡流损耗及其对温度场影响

转子涡流损耗主要由绕组电枢磁场的空间谐波和时间谐波以及槽开口引起的气隙磁阻变化产生。表贴式永磁无刷直流电动机由于其永磁体和保护套材料具有较好的导电性能,因此会在转子内产生一定的涡流损耗,引起转子发热。采用时步有限元方法,针对一台额定功率30 kW、4极3相,额定转速8 000 r/min的表贴式永磁无刷直流电动机,分别计算了空载和负载时转子永磁体及保护套内的涡流损耗。同时也对比分析了将保护套材料由不锈钢改为碳纤维后,转子内涡流损耗的变化情况,研究了保护套材料属性对损耗及温度场的影响。通过与样机温升实验的数据对比,说明该涡流损耗计算模型有一定的精度和准确度,对电机的优化设计具有指导意义,有较好的工程应用价值。

地铁车辆涡流制动装置磁场分析与制动力矩计算

分析了旋转型永磁涡流制动装置的工作原理,并以地铁车辆为对象设计了一种涡流制动装置的结构。利用ANSYS分析软件对其磁场分布进行分析,得到磁通密度的变化规律。以电磁场理论为基础,利用解析法计算了制动装置的制动力矩。为旋转型涡流制动装置的设计、优化与控制方法等提供了一定的依据。