恒定气隙接触器无位置传感器控制与动态特性分析

为减少接触器的触头弹跳,针对恒定气隙接触器提出一种位置预测方法,使用等效磁路法与参数辨识从永磁体磁链中提取位置信息,随后依据位置信息实施控制。建立磁力机构等效磁路模型,推导出动态磁链、位移与电流的映射关系,实验验证了映射关系的合理性。通过实验获得位移、电压与电流,根据实验数据计算磁链,采用多元回归的方法获取位移的映射的参数,完成了接触器位置预测。通过有限元模型的参数扫描功能,建立驱动力、磁链的两个曲面,通过插值的方法完成接触器的建模,从而进行位置预测以及无位置控制的仿真。使用磁力机构驱动的接触器进行实验,实验结果表明,新型无位置传感器控制方法适用于恒定气隙接触器,验证了位置预测的准确性与控制方法的有效性。

基于电磁作动的主动吸振器的力特性

以电磁铁为作动器,提出了一种新型电磁式主动吸振器,并对其力特性进行了研究。首先,建立了作动器的电磁力数学模型;然后,基于作动器的电磁力数学模型,建立了主动吸振器的运动学方程,并对其电磁力和驱动力特性进行了分析;最后,考虑到主动吸振器在实际工作中产生的驱动力与理想驱动力之间存在不可避免的偏差,对实际驱动力与理想驱动力存在一定的幅值、相位和频率差时对主动吸振器减振效果的影响进行了理论分析,并搭建了简支平板试验台,对理论分析结果进行了试验验证。结果表明:实际驱动力与理想驱动力的幅值、相位差越大,减振效果越差;当实际驱动力与理想驱动力存在频率差时,主动吸振器无减振效果。

井下振动采油装置直线驱动器的仿真设计

为了使因各种杂质堵塞而产量下降甚至停产的油井恢复产油,设计了新型井下振动装置,通过井下振动装置产生的振动作用于油层,提高原油采收率。基于磁阻最小化理论,对井下振动装置直线驱动器进行了结构设计。通过仿真软件对各式结构进行磁场分析,并在此基础上对结构和通电线圈做了设计与分析,使设计的结构漏磁小、轴向和径向上磁感应强度均匀、电磁驱动力波动小,效率高。最后在设计的结构基础上,建立了井下振动装置动力学模型,并推导出了其电磁驱动力和输出位移的计算公式。当驱动电流正弦变化时,电磁驱动力和直线驱动器的输出也是正弦变化,且其频率相同。

考虑定位力及波纹力的电磁悬架作动器波动力抑制方法

针对轮边驱动电动汽车设计了一种直驱式的电磁悬架作动器。针对作动器存在的电磁力波动大的问题,提出了从空载定位力及负载波纹力两方面进行抑制的方法。建立作动器的磁场理论计算模型,通过对绕组磁链及感应电动势进行解析,验证了有限元模型的正确性。空载情况下基于有限元模型参数化分析了端部齿长度对定位力的影响,改进了定子长度。以感应电动势总谐波畸变率THD值作为评价指标,考虑了负载情况下的波纹力,通过改进槽口的宽度,以减小THD值及电磁力的波动。结果表明:当定子长度为182 mm时,定位力最小为24.0N,减小了75.6N;当槽口宽度为4.5 mm时,感应电动势THD值最小为4.5%,波纹力减小了3.2N。改进后作动器电磁力波动值仅为20.8N,降幅为80.1%,有效解决了波动力大的问题。

高驱动力密度短时工作电磁直线执行器研究

针对航空航天、车辆等领域对短时工作直线执行器高驱动力密度的要求,该文以提高驱动力密度为目的改进了执行器样机,研究了动圈式电磁直线执行器短时工作的性能。基于建立的执行器温度-电磁场双向耦合有限元模型,分析了目标有效电流与可持续工作时间的关系,研究了执行器高驱动力密度短时工作的性能表现和失效情况。同时,通过搭建的执行器性能测试系统,测试了样机的温升和输出力情况,测试结果与仿真分析吻合。结果表明,执行器样机短时工作的驱动力密度可达830 N/kg,是连续工作最大驱动力密度的6倍,可持续工作时间大于0.5 s。

35kV六氟化硫相控断路器及其磁力操动机构的设计与实现

针对高压断路器在随机相位分合闸动作时给电力系统带来的危害性电磁暂态效应问题,设计出了可实现智能调速和选相分合闸功能的35kV SF6相控断路器及其配用磁力操动机构。对带载工况下的磁力操动机构进行了静态磁场和动态特性的仿真分析,并进行了样机试制和试验验证,给出了仿真计算结果和试验测试结果。

快速电磁操动机构的拓扑结构评价参数分析(英文)

The fast electromagnetic drive mechanism based on fast switch shows extensive applications in many areas,but there is still a lack of unified evaluation parameters as to evaluate the dynamic characteristics due to diversity and complexity of the mechanisms.Three interrelated evaluation parameters are presented for topology analysis,namely the electromagnetic force sensitivity coefficient,the initial time constant and the sensitivity contribution coefficient.The specific parameters based on evaluation can provide a basis for structural performance assessment as well as topology optimization.Comparison between the dynamic parameters of the discoid repulsion mechanism and the solenoid thrust mechanism shows that,the discoid one is superior to the solenoid one.The proposed research is to establish a general methodology for topology analysis and optimization of the electromagnetic mechanisms.

比例电磁式主动吸振器的设计方法研究

以电磁铁为作动器,开展了电磁式主动吸振器设计方法的研究。对主动吸振器电磁作动器进行了设计研究,针对基于E型电磁作动器的主动吸振器具有非对称驱动力的问题,设计了一种具有盘形磁极面的比例电磁作动器。采用有限元和试验验证的方法,对电磁作动器在不同磁极面结构参数组合下的电磁力进行了正交仿真计算和验证,以在一定的动铁心位移范围内电磁力波动最小为目标,获得了最优组合的磁极面结构参数。对主动吸振器动质量的动态位移进行了计算分析,并基于主动吸振器的工作频带和目标驱动力,设计了动铁心的静平衡位置。计算了主动吸振器设计刚度值,并分析了刚度参数对吸振器电磁力特性的影响。最后,结合理论计算和试验验证的方法,分析了比例电磁式主动吸振器近似对称的驱动力特性。