超磁致伸缩驱动器驱动磁场研究与仿真分析

为充分发挥GMM棒的伸缩特性,提高GMA驱动磁场的输出性能,通过分析GMA的工作原理,以GMM棒中轴线上的磁场强度为评价标准。依据磁路基尔霍夫定律、安培环路定律、高斯磁通定律及欧姆定律建立GMA磁路数学模型,推导出GMA磁路结构参数对GMM棒中轴线磁场强度的影响;用Ansoft Maxwell对磁路进行仿真分析,得出磁路结构参数、磁场强度大小和磁场强度均匀性间的映射规律。结果表明:在给定安匝数的闭合磁路中,GMM棒中轴线的磁场强度受导磁环、导磁套的半径和厚度影响;磁场强度均匀率受驱动线圈轴向长度、磁路各部件磁导率、导磁片直径、厚度的影响。

人工血泵用空心杯电机设计

为了改善目前血泵用电机存在的稳定性差、效率低等问题,课题组设计了一种电枢直径为4.8 mm,转速为35000 r/min的血泵用空心杯微电机。结构上采用空心杯结构,以避免齿槽效应、减小涡流效应;基于ANSYS Maxwell有限元分析软件,采用RMxprt模块对空心杯电机进行了结构设计和性能分析,采用Maxwell3D模块建立了空心杯电机的三维有限元仿真模型,在此基础上通过静态磁场、空载和额定负载下的仿真,获得了空心杯电机工作状态下的电磁数据,并对该空心杯电机的电磁设计性能进行了分析。结果表明:实验所设计血泵用空心杯电机结构设计合理,电磁性能良好,空心杯电机效率约为79%。该研究为血泵用空心杯电机的设计与优化提供了参考。

电磁感应压光机的设计与分析

随着压光机产业的不断发展,压光技术已逐渐应用到皮革、无纺布和防弹衣材料上,但现有的蒸汽加热和导热油加热方式已不能满足温度方面的相关技术要求,加热方式急需改进。电磁感应加热是一种从根本上改变由蒸汽和导热油作为加热介质的加热方式,其加热特点为温度峰值高、速度快、能达到400℃以上。本设计将电磁感应加热技术应用到对压光机加热辊的加热上,并建立电磁感应压光机的Solidworks三维简化模型,利用软件Ansys Maxwell对其进行电磁场分析。

谐波电流对同步发电机温升的影响分析

小容量发电机组为非线性负荷供电时,大量的谐波电流会流过同步电机的定子电枢绕组。在趋肤效应和邻近效应的影响下,高频谐波电流无法均匀分布在绕组导线截面上,而是沿绕线边缘传导。这增大了同步发电机的绕组电阻,引起发电机发热增加,效率降低,容量减小。分析谐波流经同步发电机定子绕组时趋肤效应和邻近效应的作用原理,用有限元分析软件Maxwell对电流在绕组截面上的分布规律进行仿真研究,并将绕组近似等效为若干个电感线圈,得到一种对谐波电流发热功率的估算方法。

转子偏心对高速电主轴电磁特性的影响

电机主轴系统中定转子间不均匀间隙会在气隙磁导的作用下产生不均衡的电磁力,从而对电主轴的加工性能以及设备安全构成极大的危害。通过理论公式推导出气隙磁场的组成要素;基于气隙电磁场分析以及Ansoft有限元建模,对电主轴偏心电磁力进行了深入的研究,得出了气隙网格控制的一般条件以及不同偏心下气隙磁场的变化规律;研究了电磁力密度随偏心位移的增长趋势,并且分析了对电主轴电磁力特性起主要作用的是低次、奇数谐波。研究结果对实际工艺中主轴振动以及回转精度的影响提供了理论支撑。

稀土超磁致伸缩驱动器激励线圈设计与仿真

激励线圈作为电磁转换构件,主要为GMA提供驱动磁场,调节输入电流大小并控制其输出位移。因此,优化设计激励线圈结构参数、材料选取是提高电磁转换效率和充分发挥GMM特性的关键因素。通过分析GMA的工作原理,将GMM棒中轴线上的磁场强度均匀性作为评价标准和主要设计原则;分析其磁导率选取合适的激励线圈材料并对磁场强度、热损失等重要影响因素进行综合考虑,对激励线圈参数进行优化设计;使用Ansoft Maxwell仿真分析激励线圈的磁路。结果表明磁场分布更均匀,使均匀度提高到98.65%。

超磁致伸缩驱动器磁路设计与仿真

磁路主要为GMA提供激励磁场与偏置磁场叠加的驱动磁场,驱动磁场强度直接影响GMA的输出位移。因此,GMA磁路的结构参数设计是提高电磁转换效率和充分发挥GMM棒特性的关键因素。通过分析GMA的工作原理,将GMM棒中轴线上的磁场强度均匀率作为评价标准和主要设计原则。在给定输出位移和输出力的基础上,分别对偏置磁场选取以及GMM棒、激励线圈、磁回路的结构参数进行设计;使用Ansoft Maxwell仿真分析GMA的磁路。结果表明GMA磁场分布更均匀,使均匀率提高到97.62%,验证设计的正确性。

旋转式铝粉去铁装置的设计

旋转式铝粉去铁装置是为去除铝粉原料中的铁质杂质而设计的装置,由减速电机作为驱动源,带动磁架转动,通过磁架上的永磁体转动,来吸取铁质的装置,达到以去除铝粉中的铁质为目的,并具有打散和可装拆的功能.通过减速器机体设计、永磁体磁力影响分析、壳体设计等系统设计后,回转式铝粉去铁装置达到了设计要求,比抽屉式的去铁器有明显的优势,具体体现在该设备生产效率高,工作时间长,吸取铁质快,易实现自动化等优点.

磁流变液屈服应力测试装置磁路仿真研究

为了满足磁流变液屈服应力测试所需的磁场要求,针对不同的磁源,提出了永磁式、电流励磁式和复合式3种磁路方案。确定了磁路各部分的材料和尺寸参数,并利用有限元软件建模进行仿真计算,分析3种磁路模型的磁感线分布和磁通密度。研究结果表明:复合式磁路更加高效节能,为最优的磁路设计方案。所设计的装置能够满足测试的磁场要求,为后续实验平台的搭建及实验的展开奠定了基础。

一种新型液压阀用电磁驱动机构的设计与研究

针对液压阀换向时带来较大冲击的不足,设计了一种新型液压阀用电磁驱动机构,该驱动机构由1个双稳态永磁操动机构、1个磁流变液阻尼器(MRD)和1个隔磁铜片(安装在上述2个装置之间)串联而成,具有降低、调节液压冲击的作用。根据双稳态永磁操动机构的静态保持力和换向力的要求,对双稳态永磁操动机构进行设计,然后利用Maxwell软件对其进行电磁仿真分析;根据双稳态永磁操动机构换向过程中的受力情况,对MRD所需产生的阻尼力的大小及调节范围对MRD提出要求;结合Maxwell软件对MRD进行电磁场仿真分析,利用MATLAB软件对MRD的结构进行优化设计。