基于流固耦合的屏蔽电机多物理场仿真分析

针对内置螺旋管换热的屏蔽电机内部发热和冷却的复杂性及其工况的特殊性,借助有限元分析软件建立屏蔽电机三维温度场整机物理模型,通过仿真计算揭示电机内部温度场的分布规律和冷却介质的流动状态,并分析原因。结果表明:电机的峰值温度出现在定子绕组上端部,值为98.3℃,绝缘按180℃考核,各部件的温升均没有超过其材料的温升限值;热态额定工况下,电机处于安全状态。计算结果可为同类型屏蔽电机的冷却系统设计及温度场计算提供参考。

基于STM32的赛道智能遮板系统设计

针对智能赛车备赛过程中可重复使用的赛道,设计了一款由遥控器控制的智能遮板系统。详细论述了该系统的机构设计、系统硬件设计及系统软件设计。通过引入该智能遮板系统,赛道遮板可以完成由遥控器控制的展开和收起功能,具有较高的应用价值,能够为相关研究人员提供参考和借鉴。

核主泵电动机屏蔽套磁-热联合仿真

为探究核主泵屏蔽电动机屏蔽套材料及厚度对涡流损耗的影响,以某功率为5.5 MW的AP1000屏蔽感应电动机为研究对象,应用低频电磁仿真软件Maxwell建立二维电磁仿真模型,对比3种材料(Hastelloy-C,Inconel,SUS316L)在不同尺寸下的屏蔽套涡流损耗.基于电磁仿真结果,运用磁-热联合方法,将涡流损耗值作为热源输入到核主泵电动机屏蔽套冷却模型中,通过ANSYS Fluent软件进行温度场和流场仿真.结果表明:相同屏蔽套尺寸下,材料Hastelloy-C的涡流损耗最小;相同材料下,屏蔽套厚度越小,涡流损耗越低;屏蔽套间隙流冷却系统入口到屏蔽套间隙温度变化剧烈,定子屏蔽套温度整体高于转子屏蔽套温度,两者温差约为20℃;屏蔽套上的压力分布不均匀,且沿轴向来流方向压力逐渐降低,降幅约为16.0 kPa.研究结果可为核主泵电动机屏蔽套的材料及厚度选择提供一定参考.

屏蔽电机温度场仿真分析

科技进步推动屏蔽电机性能有所提升,然而,定子与转子屏蔽套位于气隙两侧,导致气隙加宽,进而降低了电机功率因数和效率,并使电机温度升高更为显著。过高的温度对电机绝缘材料构成严峻挑战,不达标的绝缘将加速老化,增加安全事故风险。同时,永磁体性能也会受到影响,出现可逆或不可逆的退磁。此外,转轴因高温发生微小形变,降低其结构强度。因此,温升已成为永磁屏蔽电机性能进一步提升的主要障碍。为此,现以永磁屏蔽电机为核心,构建了温度场模型,并详细研究了流体流速、屏蔽套厚度及铁心叠压系数对温度场的影响,为探索屏蔽电机温度场控制方法提供了数据支撑。

屏蔽电机的磁场与屏蔽层损耗的解析计算

分析了屏蔽电机磁场的特点，建立了似稳场的数学模型，用解析法求出了屏蔽电机的磁场分布，进而计算出屏蔽层的涡流损耗，并通过实验验证了解析方法的可行性．

核电用屏蔽电动机绝缘

本文主要论证了屏蔽电动机的新型H级绝缘体系优于硅有机绝缘体系 。

飞轮储能用高速永磁电机转子的涡流损耗

为了减小高速永磁电机中由定子电流的时间谐波、定子磁动势的空间谐波以及定子槽开口造成的气隙磁导变化引起的转子涡流损耗,提高电机的效率,采用ANSOFT有限元软件分析了高速永磁电机中气隙磁场和定子电流.研究了槽开口大小以及气隙长度对转子涡流损耗的影响,分析了利用涡流磁场的屏蔽作用,提出在永磁体外增加一薄层非导磁金属屏蔽环来减小转子铁心、永磁体和护套损耗的机理和有效性,以及屏蔽环的电导率和厚度对转子涡流损耗的影响.结果表明:在合理选取槽开口大小、气隙长度和非导磁金属屏蔽环电导率和厚度的情况下,添加非导磁金属屏蔽环可以有效地减小转子涡流损耗.

电机端盖强非线性主共振分析

根据电机端盖结构特点,将端盖抽象为薄圆环板。应用卡门方程和伽辽金法。建立结构轴对称的电机端盖在对称载荷作用下的强非线性动力方程。应用MLP法得到主共振的近似解。分析系统一次近似解析解及端盖系统的阻尼、激励力和结构参数对振动响应曲线的影响。

支架搬运车闭式液压行走系统特性仿真及试验研究（英文）

用于井下煤矿生产的支架搬运车液压行走系统工况条件差、故障模糊性及随机性大、检测维修成本高且路试困难。针对此问题,首先根据A4VG型柱塞泵的机械结构及工作原理,采用参数化建模方法建立了系统联合仿真模型,分析了泵的压力流量特性及其控制回路运行特性;然后设计了系统试验台对柱塞泵及其控制回路特性进行了试验测试。结果表明:采用试验测试与仿真分析相结合的方法能有效地反映泵控回路维修结果,大大提高了维修效率,降低了成本。

用于核救灾机器人的电机驱动器安全防护

电子器件的抗辐射防护和热防护是核救灾机器人安全运行的前提。为了使核救灾机器人具有更强的可靠性和更长的工作时间,以机器人驱动核心部件——电机驱动器为研究对象,从提高自身耐辐射性能、增强屏蔽以及热防护角度出发展开研究:去除和替换辐射敏感元器件,紧密式排布安装驱动器以提高空间利用率;基于蒙特卡罗方法模拟屏蔽材料的组成成分与屏蔽效果关系;引入相变材料延长驱动器的工作时间。以上措施确保电子器件在环境温度100℃、辐射总剂量为4.95×10~5 rad情况下可以正常运行98 min,满足核救灾机器人的基本工作要求。

盾构机电气系统总体设计分析

针对盾构机电气系统故障隐患较多的情况,对其总体设计的合理性和可靠性进行了详细分析,提出了盾构机电气系统设计的相关改进措施,给出了比较合理的电气系统图,提高了盾构机电气系统的可靠性和工作效率,为盾构机的设计及使用提供了参考依据。

永磁屏蔽泵的电磁场模拟分析

为提高永磁屏蔽泵的性能和缩短设计周期,以一永磁屏蔽泵为例,采用有限元Ansoft软件对永磁屏蔽电动机内部磁场进行了电磁场模拟分析.比较了2种不同内置磁路结构的磁场模拟结构,并分析了定转子气隙大小和屏蔽套等参数对整个永磁屏蔽电动机性能的影响,提出了永磁屏蔽电动机内置倒U形磁路结构合理性及改进屏蔽套设计的途径.研究了定子、转子屏蔽套内部磁涡流分布情况,并针对4种不同屏蔽套材料求解得到定子、转子屏蔽套涡流损耗数值.结果表明:屏蔽套内部存在对称分布磁涡流,定子屏蔽套上涡流分布较为集中,转子涡流损耗明显低于定子屏蔽套;定子、转子屏蔽套采用不导磁材料HASTELLOY-C能耗损失较小,满足设计要求.

永磁同步屏蔽电动机的涡流场仿真研究

屏蔽电动机虽具有电磁屏蔽效应,但交变磁场中金属屏蔽套上的感应涡流会使气隙磁场发生变化,并产生很大的涡流损耗。仿真以一个48槽8极表贴式永磁同步屏蔽电动机为例,对屏蔽套上的涡流场进行分析。探讨在不同激励下涡流矢量关系,分析在定子电枢电流激励作用下永磁体对涡流的影响,研究联合激励下的电流控制角和循环电流对涡流的影响,讨论在不同激励条件下屏蔽套和循环电流对径向磁密的影响,统计在不同转速下的屏蔽套涡流损耗的情况。

高速表贴式永磁电机转子机械强度研究

针对高速永磁电机转子旋转产生较大的离心力的问题,对高速表贴式永磁电机转子强度进行研究,改进碳纤维保护套的转子应力分析方法。考虑到转子的实际温度与不均匀分布,建立基于温度场和应力场耦合的有限元模型,提高了转子应力计算的准确性;建立护套厚度和永磁体的装配过盈量的关系模型,基于多场考虑更加合理的选取护套厚度和过盈量;针对护套受弯曲应力的问题,提出了一种混合护套的方法。经过分析表明,混合护套可以降低护套的弯曲应力,提高转子的机械强度安全系数。

基于磁热耦合法的高速永磁电机温升计算及其应用

针对温升计算过程中材料的温度特性对损耗产生影响的问题,利用电磁场与温度场双向耦合的分析方法,并在求解过程中计及损耗的空间分布,从而实现高速永磁电机温升的准确计算。以一台15kW表贴式高速永磁体同步电机为例,考虑电机各部件装配间隙,运用磁热耦合方法计算了电机在额定转速时的温升情况,与传统温度场加载热密度法计算结果对比,并通过温升实验验证了双向耦合计算方法的准确性。以磁热耦合研究方法为基础,对高速电机护套的选材问题进行探讨,提出在护套上加装适当厚度的铜屏蔽层来降低损耗与温升,同时分析表贴式与内置式转子结构对对电机损耗与温升的影响,为高速永磁电机转子结构设计提供可靠有效的参考依据。

高压无换向器电机控制系统的若干抗干扰技术

高压无换向器电机涉及到高压大电流控制和微弱信号检测,是一套复杂的机电一体化装置。本文从接地与隔离、屏蔽、电源三个方面分析抗干扰技术。在某钢厂的空压车间试运行表明上述措施是有效的。

电机端盖在不对称载荷作用下的强非线性主共振分析

根据电机端盖结构特点,将端盖抽象为薄圆环板,应用卡门方程和伽辽金法,建立结构轴对称的电机端盖在不对称载荷作用下的强非线性动力学方程.应用MLP法得到主共振的近似解.分析了系统一次近似解析解及端盖系统的阻尼、外激励力和结构参数(板厚、半径)对振动响应曲线的影响.

盾构机回转驱动系统建模及同步控制方法

为从机械力学和电机同步控制的角度进行盾构机回转驱动系统的研究,根据盾构机的工作原理和机械结构,采用等效质量法建立盾构机回转驱动系统的动力学模型,分析刀盘回转载荷,根据盾构机刀盘回转液压系统,建立变量泵的流量方程、连续方程以及马达和负载的力矩平衡方程,构建数学模型,得到控制系统提供传递函数,最终建立了机电液的耦合模型,考虑机电液系统对同步性能的影响.结合了耦合补偿原理以及共同设定控制思路,使用环形耦合多马达同步控制策略,综合考虑单个马达相对于设定马达位移的跟踪误差和相邻马达之间的同步误差.使用变论域方法建立基于变论域模糊PID的多马达同步控制的误差补偿控制算法.通过对比实验研究表明,建立的控制模型相比不考虑机电液系统耦合模型的控制模型作用下,具有更低的同步误差和跟踪误差.

低温高速永磁电机转子屏蔽套的设计及强度分析

针对低温泵用高速永磁电机的屏蔽套厚度和过盈量的确定问题,从电机转子强度的角度分析,提出了以厚度最小化作为设计目标的研究方法。首先确定转子各材料的强度约束准则,建立电机转子的三维有限元强度计算模型,并通过解析法验证,分析了分别采用钛合金和碳纤维作为屏蔽套材料时不同转速和温度下转子应力的变化规律,探究各材料的失效极限;并以此作为约束条件,确定了符合强度要求的屏蔽套厚度及过盈量,最终得到的碳纤维屏蔽套较钛合金的厚度更小,在强度方面更具优势。该屏蔽套的设计方法在满足转子强度的前提下,使得材料尽限利用,对低温泵用电机和高速电机的屏蔽套设计具有参考意义。

盾构机刀盘变频驱动控制研究

刀盘驱动系统是盾构机重要系统之一,承担着驱动刀盘旋转、切削开挖面和密封舱内土体搅拌的任务.通过对刀盘变频驱动的控制结构、控制方式以及控制过程和相关的控制连锁的介绍,为盾构机刀盘变频驱动控制选择提供参考.