煤矿刮板输送机用永磁同步电机的设计与分析

矿井下工作环境恶劣,传统的刮板机驱动系统主要采用异步电机配合减速器一起使用的方式,其缺点是设备体积较大,发热严重,存在电机内腔容易积水的问题。采用永磁同步电机直驱技术取代传统驱动方式,对刮板输送机用永磁直驱电机进行额定参数选取,完成电磁方案设计,同时在有限元软件中进行仿真。通过对比不同极槽配合下电机的齿槽转矩和过载能力,最终确定更优的刮板输送机用永磁同步电机方案。

一种抗高过载电机设计与控制策略研究

针对制导炮弹23000g高过载环境下弹载电机易损问题,设计一种采用碟簧与特制钢球组合缓冲减振的抗高过载无刷直流电机,提出一种基于改进脉振高频注入法与改进模糊超螺旋滑模观测器的无感观测方法。考虑制导过程中存在高频、摩擦、风阻等干扰因素,影响弹载电机快响应、高精度的控制,提出一种超螺旋滑模自抗扰控制策略。仿真与电机实验结果表明:无感观测方法转子位置跟踪误差仅为0.008 rad;所提控制策略相较于传统自抗扰控制策略,响应速度得到了提升,速度抖振从0.5 r/min降至0.1 r/min,且抗扰能力增强了约1倍。

浅析低压电动机的过电流保护

低压电动机的过电流保护,是以电动机运行电流参数作为整定条件的保护类型。通过设定不同的电流整定值,实现电动机运行电流异常时,发出警告信号或控制电动机直接跳闸的保护功能。通过对过电流保护中两种常见类型过载保护和短路保护的定值整定原则、动作的原因、实现的原理、动作的途径等进行分析,阐述了过电流保护目前存在的短板并提出保护整定方案,为更早发现并控制电动机异常提供了宝贵意见。

Ferrofluid Actuated Thermal Overload Relay

Thermal overload relays are economic electromechanical protection devices which offers reliable protection for electric motors in the event of overload or phase failure. Presently there are two types of overload relays which depend on the temperature characteristics of metals to provide protection by tripping the circuit. These relays lack accuracy as they do not activate the trip circuit at any exact specified temperature. In this paper we introduce a new form of thermal over-load relay actuated by ferrofluid. The ferrofluid has a very accurate transition temperature known as curie temperature. It acts as a ferromagnetic material below the curie temperature and loses the property of ferromagnetism above this temperature. By using this property of the fluid we propose an alternative method for more accurate op-eration under overload condition. This relay finds application in the protection system of electrical machines. Thus, in this paper we present a novel and simple technique for protection against thermal overloading using ferrofluid.

高过载高响应小型双通道舵机的设计

根据某型制导炮弹高过载、高响应以及小型化的需求,本文设计了一款以直流无刷电机为控制对象,控制策略为电流、位置、速度三闭环反馈控制系统的双通道电动舵机。确定电机定制要求并对减速机构进行设计,再通过机械结构优化设计,提高设备的抗高过载性能。舵机以GD32F407为主控制器,驱动电路采用Ir2136S三相桥驱动芯片与MOS管组成的全桥电路。试验结果表明,设备具有良好的转速跟随性能,角速度大于240°/s,调节时间小于70 ms,频带宽度可达18 Hz,加载超调量为0.25%,稳态误差≤0.25°,满足设计要求。

大过载绕线异步电动机方案设计

大过载绕线异步电动机国内市场需求量较大,所以此类电机的方案设计尤为重要。目前国内现状是用户使用过国内某电机厂生产的电机,最终使用效果均不理想,国内用户只好选择国外产品。国产化设计不仅打破了该类型电机只能进口的局面,且为进一步扩大该类型电机国产化奠定坚实基础。

基于PLC技术的煤矿机电控制系统分析

煤矿机电控制系统的应用,为产业发展效率带来了推动力,促进煤矿各个生产环节的速度,在机电控制体系中,充分融入PLC技术,可以保证各个环节的控制水平升高,改善机电管理的弊端。本文主要借助机电控制技术,基于PLC技术的功能,展开概述分析,分析它在机电控制中的使用原理,提出控制系统中的运用要点内容和方式,为企业发展带来更高的效益。

大过载绕线异步电动机转子结构设计的改进

通过对大过载绕线异步电动机转子结构及工作原理的分析,提出了转子结构设计的改进方案,改进后的电动机不但完善了电磁方面的不足,并且实现了国内设计且首次运行的纪录。

固体火箭发动机绝热层粒子侵蚀特性数值模拟研究

针对固体火箭发动机高浓度颗粒流冲刷下的粒子侵蚀绝热层问题,运用Standard k-ε湍流模型和颗粒轨道模型对某型地面模拟过载试验发动机进行三维两相流数值模拟,分析两相流场特性,基于Oka粒子侵蚀模型计算某型EPDM绝热层的粒子侵蚀率,并与7次地面模拟过载试验发动机粒子侵蚀试验结果进行对比。数值结果表明,该粒子侵蚀模型可靠且精度有保证,能够正确预示绝热层粒子侵蚀特性;计算与试验所得的侵蚀率分布范围基本相同,计算所得最大侵蚀率偏大,最小相对误差4.69%,平均相对误差约13.89%;但侵蚀分布特征与试验结果不完全一致,分析认为粒径分布数据与真实值的偏差是侵蚀分布特征存在差异的主要原因。研究结果可用于工程中EPDM绝热层高浓度颗粒冲刷下的粒子侵蚀分析,能够为固体火箭发动机绝热层设计及热防护可靠性研究提供参考。

高过载条件下固体推进剂药柱结构完整性分析计算

采用有限元法对固体火箭发动机药柱在高过载条件下的应力、应变和位移场进行三维线性粘弹性分析,得出了药柱在轴向和横向过载作用下的变形结果,为高加速固体发动机药柱结构设计提供参考。

对旋风机变工况下两级叶轮变转速匹配研究

为了解决对旋风机小流量工况下第二级电机易过载以及大流量工况下第二级叶轮压升低、效率低的问题,提出了不同工况对应不同两级叶轮转速的转速匹配方法。利用速度三角形推导出不同工况下两级叶轮转速匹配的计算公式。利用数值模拟的方法,分析并修正了两级叶轮转速匹配计算公式,结果表明:两级变转速匹配能够在保持整机压升不变时,均匀地分配两级叶轮的压升与轴功率,避免了二级电机过载的问题,提高了大流量工况的运行效率,扩大了高效工作范围。

考虑极限热负荷下高过载永磁同步电机的研究

永磁同步电机具有功率密度高、功率因数高的优势,在各种场合得到广泛应用。当永磁电机处于转矩高过载状态时,由于定子绕组电密很高,短时间内发热严重,影响电机输出功率的进一步提高。该文从理论上分析了结构参数、绕组直流电阻对永磁电机的极限输入电流影响,研究了铜损耗系数及电机工作时长对电机过载能力的影响规律,以及热负荷对高过载永磁电机电磁参数选取的影响规律。通过有限元分析了高过载永磁电机的电磁参数和定子绕组温升,定量计算出考虑极限热负荷时永磁电机的过载能力,得到一种高过载永磁电机的设计方法,最后通过样机实验验证了理论计算的正确性。

基于神经网络的电动机绕组温升预测研究

针对电动机发热和散热过程复杂、难于准确计算的问题,以大量实验为基础,基于人工神经网络,建立了电动机热过载数学模型,通过采用Matlab计算软件,编制了计算程序对异步电动机温升进行智能预测。实验结果表明,该模型实现了对长期稳定负载以及频繁起动时电动机绕组的温升进行准确预测与计算,为研制高性能的电动机保护器奠定基础。

高过载永磁同步电机的电磁特性

定子铁心饱和、电枢反应限制了永磁同步电机(PMSM)输出转矩的进一步提高,在一些应用场合电机的转矩密度无法满足需求。研究了永磁同步电机的转矩特性,提高了恒转速下的转矩过载能力。首先从PMSM的输出功率入手,分析PMSM的极限输出功率与输入电流、直交轴电抗和空载反电动势的关系。接着通过改变PMSM定子和转子结构参数,分析了不同槽、极比对电机转矩过载的影响;磁钢厚度对气隙磁密以及直交轴电感的影响;定子裂比对电机电磁转矩的影响;不同齿宽对电机输出转矩的影响。由此得到高过载永磁电机的设计方法。最后进行有限元分析和电磁设计,并研制了一台10倍转矩过载的PMSM。搭建了测功机实验平台,对比测试了高过载电机以及常规设计PMSM的电阻、电感与转矩-电流特性曲线。实验分析结果与有限元计算结果基本一致,验证了理论分析的正确性。

超载运输对汽车燃料经济性及排放性能的影响

根据汽车及发动机原理分析了汽车超载对汽车燃料经济性及排放性能的影响因素和影响程度,并通过EQ6100 Ⅰ发动机台架试验模拟东风EQ140载货汽车行驶,分析汽车超载后的油耗变化,提出汽车超载运输导致的大的运输周转量和汽车百吨公里单耗下降通过使用大吨位的运输车辆来实现,保持汽车应有的动力性、安全性和正常的使用寿命。

变频器中电动机过载保护的算法及其实现

在分析传统的电动机反时限过载保护局限性的基础上,根据电动机的一阶热模型方程,文章提出了一种应用于变频器的新型电动机过载保护算法,详细介绍了该算法中参数的整定和修正方法,并给出了算法流程。仿真结果表明,该电动机过载保护算法体现了电动机过载过程中电动机本体发热和散热的物理过程,使得传统算法难以解决的过载波动、断续过载等问题得到了较好的解决。

过载下燃烧室粒子特性与绝热层烧蚀研究进展

总结和分析了国、内外对飞行过载下固体火箭发动机中出现的绝热层烧蚀问题的研究方法。详细阐述了燃烧室粒子粒度参数确定方法、过载流场数值模拟方法及地面模拟过载试验方法等方面研究进展。首次提出了获取过载下粒子分布参数的两种新途径,即基于飞行发动机的粒子收集分析法与故障位置反算分析法,给出了两种方法下的粒度分布参数;并提出了用火箭橇模拟过载下绝热层烧蚀的方法。结合某战术发动机,基于过载流场计算结果,讨论了短时间大过载与长时间中、小过载等两种典型工况对绝热层的烧蚀影响,并给出了热防护设计时应注意的问题。

过载条件下长尾喷管发动机三维两相流场数值研究

利用Euler-Lagrange模型方程,对某长尾管发动机内的三维两相流动进行了数值模拟,分析了不同颗粒直径、不同过载组合、不同铝粉含量对发动机内颗粒的分布特征的影响。计算结果表明:气相流场和两相流场区别明显;随着颗粒直径的增加,颗粒聚集浓度增加,且颗粒的运动规律变化明显;过载的变化对发动机装药段颗粒分布特征影响明显,对长尾段影响小,横向过载对颗粒运动轨迹和聚集浓度影响显著,纵向过载影响小;随着含铝量的增加,颗粒聚集浓度增加。

对旋风机两级叶轮等功率R2变转速试验研究

为了解决对旋风机第二级叶轮过载、运行压升及效率过低的问题,提出了两级叶轮等功率第二级叶轮变转速运行方法,搭建了试验平台进行风机的性能对比研究。研究表明:两级叶轮等转速运行时,第二级叶轮在小流量工况时功率迅速增大,易产生过载现象;在大流量工况时功率迅速减小,使得整机的压升与效率迅速下降。采用两级叶轮等功率第二级叶轮变转速运行,能够减小小流量工况第二级叶轮的功率负荷,从而避免第二级电机过载;能够增加大流量工况整机的压升与效率,从而增大整机的高效工作范围及阻塞裕度,拓宽对旋风机的使用范围。

飞行过载下燃烧室凝相粒子沉积特征数值研究

固体发动机燃烧室部分凝相粒子在飞行过载作用下产生沉积,严重影响发动机工作性能。通过确定燃烧室粒子参数和建立燃烧室内两相流场数值方法,获得了发动机不同轴向过载下粒子运动及沉积规律。与试验数据进行对比分析,验证了计算方法的准确性。数值结果表明,随着轴向过载增大,后封头及喷管潜入段粒子沉积质量逐渐增大。沉积粒子粒径大于凝相粒子平均值,即粒子粒径越大,越容易沉积。轴向过载增大,减小了粒子在发动机内部的驻留时间,凝相粒子平均驻留时间均大于0.13 s。