基于TwinCAT Vision的自动插磁视觉定位系统设计

为解决传统的视觉系统与组装流水线的流程控制分属于两套不同系统的问题,在通过串口或TCP/IP进行通信时易导致停机、停线、减慢生产节拍等问题,利用TwinCAT Vision机器视觉模块设计了一套流水线上的转子视觉定位系统,系统的图像处理部分被添加到整合PLC(programmable logic controller)运动控制的通用控制平台TwinCAT上,实现与整个转子装配流水线中PLC运动控制模块的无缝连接。视觉定位系统通过TwinCAT Vision采集流水线操作台上的转子图像,传递到实时内核模式下的PLC机器视觉与工艺流程控制系统中。研究表明,与传统机器视觉方案相比,该视觉定位系统减少了通信环节,提高了系统稳定性,节省时间约26.2 ms,效率提高96.3%左右,有效缩短了检测环节的用时。

硅钢片槽楔在高压自起动永磁电机中的性能研究

针对磁性槽楔存在槽漏抗大,导磁性能低,槽楔脱落的问题,提出一种新型结构的硅钢片槽楔。新槽楔的不同间隙距离和下底面半径可有效改变空载气隙磁密分布情况。槽楔对电机转矩性能主要影响电机堵转性能,对电机牵入性能影响不大。新型槽楔和磁性槽楔在电机运行时受到磁拉力的作用,电磁力作用可忽略不计。新型槽楔所受磁拉力交流分量作用最小,可靠性高于磁性槽楔。新型槽楔的间隙距离在4 mm时,其磁拉力直流分量和交流分量最小。下底面半径对磁拉力交流分量作用明显,对直流分量大小没有影响。最后,通过样机和实验证明了新型槽楔电磁性能的优势。

实心转子铁心式永磁游标电机涡流损耗抑制研究

针对实心转子铁心式永磁游标电机在运行过程中,转子铁心产生的涡流损耗远大于常规永磁电机的问题,对实心钢转子铁心中的涡流损耗产生机理进行了研究,并提出一种能够有效减小其涡流损耗的转子结构。首先,从永磁游标电机(VPM)的磁场特性和涡流损耗产生机理出发,对比了采用实心钢转子铁心的传统永磁电机和VPM电机,得出VPM电机具有更大的转子涡流损耗,并分析了其产生原因;随后,提出一种转子开槽的新型VPM电机结构,该结构可以在保证电机转矩基本不变的情况下,大幅减小转子涡流损耗;最后,通过三维有限元计算,验证了所提结构的有效性。结果表明:实心转子铁心式VPM电机的转子铁心涡流损耗是传统永磁电机的26.85倍;采用文中所提的电机结构,可以在输出转矩下降不到5%的情况下,转子涡流损耗减小达到67.2%。研究结果可为VPM电机的工业应用和推广提供参考。

基于内聚力模型的永磁电机转子强度分析

目前,针对内置式电机转子强度的研究,主要集中在转子的结构形状和尺寸大小上,并未考虑到铁心与磁钢之间的环氧树脂胶的影响。以500 kW永磁电机转子为研究对象,充分考虑到胶对电机转子的影响,首次提出了基于内聚力模型的电机转子强度分析方法,并给出了内聚力理论模型。通过基于内聚力模型的仿真结果与未考虑胶的仿真结果对比分析得出,基于内聚力模型的仿真结果更加符合实际情况,铁心应力有明显减小,磁钢应力分布更均匀,整体的径向位移变小。对不同强度胶的电机转子分析,通过铁心强度、磁钢强度、接触间隙、接触压强及径向位移等数据优化得出,500 kW电机转子的设计中,选用11MP强度的胶为最佳,使得电机转子铁心和磁钢综合强度最优。

永磁式转子磨具光整不锈钢管内壁试验研究

基于电磁相互作用原理,将三相异步电动机的转子抽去,代之以永磁式转子磨具。在电动机接入三相交流电后,利用电动机定子所产生的旋转磁场来驱动永磁式转子磨具旋转,从而实现对不锈钢管内壁的光整加工。结合试验所得实测参数,借助Ansoft软件对磁性珩磨系统进行建模与仿真分析。通过理论计算与仿真结果的对比,验证了光整加工试验的可行性。之后对三种不同材料的珩磨条,在不同转速以及是否加冷却液的情况下分别进行试验。通过对比加工后试件内壁的表面粗糙度,得出上述三个因素各自对不锈钢管内壁光整加工效果的影响关系,为不锈钢管内壁光整加工工艺参数的选取提供参考。

海上直驱风电发电机转子的防腐蚀应用

为了提高海上直驱风电发电机转子磁钢的防腐蚀性能,磁钢采用稀土钕铁硼永磁材料并对其进行可靠性试验,用聚氨酯灌封树脂和固化剂混合制作的粘结剂灌封,再用高性能FRP复合材料粘贴,用聚氨酯面漆涂刷作转子磁钢的表面防护层。实践表明,转子磁钢安装时被整体包覆使其具有良好的海上防腐蚀能力。

计及转子护套与永磁体机械强度的高速永磁同步电机多物理场研究

针对高速永磁同步电机的永磁体与护套在高速工况下受到较大的离心力,可能会发生永磁体断裂,护套形变过大等导致电机故障的问题.以200kW、15 000r/min高速永磁同步电动机为例,针对表贴式,轴径向分块式永磁体与奥氏体不锈钢护套配合设计的结构,建立了高速永磁同步电机的机械应力场的数学模型,研究了额定转速15 000r/min时高速永磁同步电动机的护套和永磁体应力的分布规律,并确定了护套和永磁体应力的安全阀值.在此基础上,建立了瞬态电磁场对电机的损耗进行了理论计算,将理论值代入到三维稳态温度场中,确定了不同护套厚度对电机内的定转子温度分布的影响,并进行了实验验证,结果表明:高速永磁同步电机设计中,奥氏体不锈钢护套厚度的选择需要综合考虑其电磁损耗、温升变化与应力安全的影响.

基于ANSYS的永磁电机转子接触有限元分析

本文介绍了ANSYS有限元软件在非线性接触问题的建模方法以及求解不收敛问题的常规的处理方法。以某立式永磁电机转子与磁钢的接触分析为例,建立了三维有限元模型,得出了永磁电机转子在离心力作用下的等效应力、合位移分布,找出了模型中的薄弱环节,为电机转子设计提供依据。

注塑材料在电机转子磁钢固定中的分析与应用

提高电机转子磁钢固定的可靠性和经济性,本文采用了转子注塑工艺来对转子磁钢进行固定。通过对注塑材料的性能分析与验证确定注塑材料的可靠性。通过对转子注塑工艺进行验证,确定了注塑工艺参数,保证了注塑工艺的可行性。

高速永磁电机转子动力学特性研究

针对电机转子中硅钢片叠压及拉杆-叶轮的特殊结构形式,借助有限元方法对硅钢片装配过程进行仿真,获得硅钢片叠压结构横向弯曲刚度随硅钢片离散数目的变化规律,通过曲线拟合外推得到实际硅钢片叠压结构横向弯曲刚度;根据叶轮与转轴对接面的大小,对叶轮进行分割。以质量和刚度等效为原则,实现了硅钢片叠压结构和拉杆-叶轮结构的简化建模,并通过转子部件及整体的自由模态试验对简化分析模型进行了验证。最后通过转子的运转试验对前两阶临界转速的仿真结果进行了验证,前两阶临界转速的仿真结果与试验误差小于3.1%。

外转子永磁同步电机的结构及工艺

文章介绍了外转子永磁同步电机的结构及工艺,从设计结构及制造工艺上分析了该电机的结构特点及转子装配及总装工艺,后续的生产制造及电机试验验证了其有效性及合理性。

高速永磁电动机转子磁钢表贴固定方式的分析与研究

针对目前高速永磁电动机的转子磁钢表贴固定方式易脱落的问题,分析研究其磁钢表贴式结构的固定方式,对磁钢在高速工作下的受力状况进行分析和计算,得出其固定强度要求。对表贴式磁钢粘接力进行了测试和计算,结果表明,磁钢的胶水粘接强度满足其结构强度需求。此结果对高速永磁电动机转子磁钢表贴固定方式中磁钢的固定强度验证具有一定的参考意义。

基于双磁钢转子的大力矩飞轮用电机设计

针对卫星快速敏捷和大角度机动的需求,设计了一种基于双磁钢转子的大力矩飞轮用永磁电机。介绍了大力矩飞轮用电机的工作原理和结构构成,给出了主要尺寸的设计准则,并在Maxwell环境下对双磁钢转子的永磁直流电动机进行了有限元分析。

钛(Ti)含量对大型水轮机转子用磁轭钢力学及磁学性能的影响

为研究钛(Ti)含量对含Ti系微合金磁轭钢力学性能和磁性能的影响机理,采用真空冶炼及轧制的方法来调控磁轭钢中不同含量的Ti对钢中钛的第2相析出物的形状、分布和数量.通过金相、扫描电子显微镜以及透射电镜对不同Ti含量磁轭钢中的第2相析出物及组织进行观察.结果表明:含Ti系磁轭试验钢中的Ti通过细化晶粒和Orowan绕过机制2种机理一起对其产生了强烈的强化效果.Ti含量越高,强化效果越明显.含Ti系磁轭试验钢的高场磁感性能随着Ti含量的增加而减小,而铁损随着Ti含量的增加而增加.当Ti含量在0.16%～0.20%之间时,含Ti系微合金磁轭钢才能同时满足力学性能和磁性能的技术标准要求.