磁通反向永磁振镜电动机优化设计与分析

提出了一种具有不等定子齿宽的磁通反向永磁振镜电动机,通过敏感度分析,选取大定子齿宽、小定子齿宽、转子齿宽和槽肩宽4个参数作为影响因素,以转矩密度、转矩变化率、齿槽转矩和电感为优化目标,采用田口法进行正交试验分析,获得不同因素水平下的目标响应,并结合灰色关联法,将多目标优化转化为单目标优化问题,实现了电动机的最优设计.通过电动机性能的对比分析,验证了所设计的电动机的优越性和优化设计方法的有效性.

等值反磁通瞬变电磁在既有铁路路基岩溶探查中的应用

灰岩地区由于其地下空洞、溶洞和裂隙等地质特征,对既有铁路路基的稳定性构成严重威胁。本文采用等值反磁通瞬变电磁法进行探测,结合区域地质资料,圈定了既有铁路路基下方病害的分布位置、大小及形态,通过钻探资料验证了物探结果的可靠性,表明使用等值反磁通瞬变电磁法探测铁路路基岩溶分布是可行且高效的。

基于等值反磁通原理的浅层瞬变电磁法

基于等值反磁通原理的瞬变电磁法是一种新的探测地下纯二次场的方法.该方法采用上下平行共轴的两个相同线圈通以反向电流作为发射源,且在该双线圈源合成的一次场零磁通平面上,测量对地中心耦合的纯二次场.理论计算和物理实验论证了该方法能够有效消除接收线圈本身的感应电动势,从而获得地下纯二次场的响应.理论推导和数值计算证明了该方法采用的双线圈源比传统瞬变电磁法采用的单线圈源对地中心耦合场能量更集中,因而有利于减少旁侧影响、提高探测的横向分辨率.实测试验表明该方法是浅层探测的一种有效方法.

高速开关电磁阀动态响应建模与仿真

在磁路分析法的基础上建立了高速开关电磁阀的瞬态响应仿真模型,研究分析了高速开关电磁阀的开启和关闭特性.经过仿真验证,阀芯线圈通电时,阀关闭时间为3.5ms,阀芯线圈失电时,阀开启时间为3ms左右.满足该类高速开关电磁阀的工作性能要求,为高速开关电磁阀在流体数字控制系统中的应用提供了理论依据.

转子绕组短路故障时发电机转子不平衡电磁力分析

转子绕组短路是发电机常见的电气故障之一,将导致转子振动,危及电机和系统的安全。为了深入分析转子绕组短路故障引起转子振动的成因,提出了一种转子绕组短路故障时转子不平衡电磁力的磁动势叠加计算方法,同时改进了现有的等效磁通计算方法。然后以某火力发电厂QFR—400—2—20型发电机转子绕组短路故障为工程背景,分别利用等效磁通计算方法和磁动势叠加计算方法分析计算了不平衡电磁力,指出由于等效磁通计算方法没有考虑短路位置对不平衡电磁力的影响,当靠近转子横轴的槽绕组短路时,计算得到的不平衡电磁力大于利用磁动势叠加计算方法计算得到的不平衡电磁力。

电磁耦合无级变速系统磁路等效方法

运用经典的磁通管方法建立了电磁耦合无级变速系统的等效磁路网路图物理模型,并推导了基于该模型的数学模型。利用该数学模型,定性分析了内外气隙的磁场耦合特性。通过有限元法对电磁耦合无级变速系统的内外气隙磁场的仿真分析证明了该磁路等效模型的正确性,为电磁耦合无级变速系统的进一步研究提供了理论基础和参考依据。

转子绕组短路故障下不平衡电磁力计算方法

通过建立发电机有限元分析模型,得到故障下发电机内部磁力线走势、发电机气隙磁通密度的变化以及短路位置、短路匝数和励磁电流对转子不平衡电磁力的影响。对工程实际中常用的等效磁通法和磁势叠加法进行了分析比较,同时改进了现有的等效磁通计算方法。将两种方法不平衡电磁力的计算结果与有限元方法结果进行比较,指出了结果存在差异的原因。

埋地钢质原油集输管道检测技术探讨

对岔-任原油输送管道内检测数据的分析表明,漏磁内检测技术相对准确,但检测实施过程中存在卡堵风险,为此深入分析了卡堵原因。对古-龙原油输送管道防护层缺陷外检测数据的分析表明,影响管中电流法(PCM)、直流电位梯度法(DCVG)检测的因素较多,检测准确率相对较低。通过对管体缺陷外检测数据分析,认为瞬变电磁法(TEM)检测技术还需要进一步完善。在集输管线内、外检测技术的实际应用情况中,D219 mm以上的管线可通过内检测掌握管体缺陷状况,并配合PCM技术检测防护层缺陷;D159 mm以下管线可采用外检测技术。

横向磁场磁通反向直线电机的等效磁路模型分析

针对横向磁场磁通反向直线电机内部磁场分布复杂、电机设计困难的问题,提出适用于该电机的等效磁路模型,从而提高了电机设计效率。首先,分析该电机的磁路结构,建立电机的磁网络拓扑图,并基于磁路法推导出电机1个最小磁路单元的回路方程组;进而,采用直线段和圆弧作为磁路的近似路径,计算在不同位置时,比磁导的表达式,推导电机电压方程以及推力表达式;最后,为了进一步验证理论分析的正确性,设计并研制了1台实验样机。通过与三维有限元结果、样机实验结果的对比分析,发现所提出的磁路模型计算得到的磁链,比有限元结果高出2.5%,反电势基波幅值比实验结果高出11%,在线性区间内推力计算值与实验结果误差在9%以内。本文所提出的横向磁场磁通反向直线电机的等效磁路模型可以有效地应用在该类电机电磁设计的初步阶段,以确定电机的主要尺寸参数。

基于田口算法的电磁铁结构的优化设计

电磁铁凭借其快速性和稳定性可作为真空断路器的合闸机构。由于电磁铁的结构参数较多,在过往设计研究中难以考虑各参数对电磁力影响的耦合关系,针对这一问题,提出了一种基于田口算法的电磁铁多结构优化方法。对电磁铁进行等效磁路分析,确定对电磁力影响较大的参数作为田口算法的控制因子;以不同位置的最大电磁力为优化目标,基于有限元分析和田口算法建立直角表,分析了各控制因子对电磁力的影响规律,考虑电磁铁的功率及体积限制,并对电磁铁的最终参数进行选择;将电磁场和运动方程耦合计算,开展了电磁机构的瞬态有限元分析,对比了电磁铁优化前后的运动特性;进行了样机实验,实验与仿真结果表明,经过优化后的电磁铁所需的驱动电流更小,使用100mF电容预充到72 V电压,可在135 ms内完成6 mm运动行程。该方法可指导电磁铁结构的优化。

新型聚磁式永磁涡流耦合器及其电磁特性分析

提出了一种新型聚磁式永磁涡流耦合器(FCPM-ECC),通过在永磁转子内设置磁障以减少漏磁、增强聚磁效应,从而提高永磁体利用率和耦合器的输出转矩.基于等效磁路法(MEC)建立了FCPM-ECC的解析模型,在此基础上推导其涡流和电磁转矩表达式,并通过3D有限元法(FEA)验证了解析模型的准确性.此外,研究了永磁体极数、永磁体厚度、永磁内转子铁芯厚度和磁障尺寸等参数变化对FCPM-ECC转矩提升程度的影响,并总结了不同永磁体厚度下磁障尺寸参数选取的一般规律.研究表明,所提出的新型聚磁式结构可以显著减小永磁体的漏磁,进而提高耦合器的输出转矩.与传统内置永磁式涡流耦合器(IPM-ECC)相比,在永磁体用量相等的情况下,采用该聚磁式结构可将输出转矩提升17. 1%.

基于等值反磁通瞬变电磁法的岩溶探测分析

瞬变电磁法早期二次场是浅层地质信息的反应,一次场关断产生的自感电场会与早期二次场进行叠加形成一个浅层盲区,造成探测结果不能真实反映浅层地层信息。对早期纯二次场的探测能够从根本上消除浅层盲区。文中首先介绍了等值反磁通瞬变电磁法的线圈装置,通过零磁通面积感应电压规律的分析,对该方法如何实现早期二次场采集进行了说明。以某水电站公路边坡岩溶探测为研究背景,通过对测试数据的反演结果进行分析,得到了不同深度地层电阻率信息,圈定了岩溶的空间位置分布。事实证明等值反磁通瞬变电磁法能有效避免一次场关断对二次场的影响,基本消除了浅层盲区,实现了浅层地层的准确探测。

等值反磁通瞬变电磁法对石膏矿采空区的探测分析

为了研究等值反磁通瞬变电磁法对临澧某石膏矿采空区的探测效果,在矿区布置了两条测线进行等值反磁通瞬变电磁法实验。通过两条测线的结果对比可知,在等值反磁通瞬变电磁法的反演电阻率剖面中,不存在采空区的区域电阻率等值线较平缓、呈层状,基本反映了地层的层状特性;存在采空区的区域电阻率等值线呈明显的下凹特性,且电阻率值较低,为低阻异常带。可见,等值反磁通瞬变电磁法对临澧某石膏矿的采空区探测效果较好,能够确定采空区的基本位置,可以在该矿区或类似矿山开展采空区探测工作。

浅层等值反磁通瞬变电磁在煤窑采空区中的应用

铁路勘察设计中,查明煤窑采空区的分布对铁路设计以及后期运营具有重要意义。基于等值反磁通原理的瞬变电磁法是一种探测地下二次场的新方法。该方法通过将接收线圈至于反磁通平面,消除其暂态过程,接收纯净地下二次场。为此,从等值反磁通瞬变电磁法原理出发,立足于在实际铁路工程勘探中的应用,利用煤窑采空区与周围完整岩体的瞬变电磁法反演相对视电阻率的差异,在新建铁路渝昆线昭通车站的地球物理勘探中,准确探明采空区位置。通过与同测线地质资料对比,展示其良好的浅层勘探效果。

基于等值反磁通瞬变电磁法的城镇岩溶探测研究

受岩溶发育影响,湖南某地突发地面塌陷,形成几处塌陷坑,对道路和居民的生命财产安全构成威胁。为了了解该处岩溶分布情况,在调查区布置了2条等值反磁通瞬变电磁法测线。通过对数据的反演结果进行分析,得到了不同深度地层的相对电阻率信息,圈定了岩溶的空间位置分布。钻孔验证结果与推断结果吻合性较好,表明该方法在城镇房屋密集区具有较强的抗干扰能力,能够为城镇区岩溶探测提供地球物理科学依据。

拟三维超浅层瞬变电磁在岩溶塌陷地区中的应用

浅层勘探一直是电磁法领域的难点之一。基于等值反磁通原理的瞬变电磁法通过将接收线圈置于反磁通平面,消除其暂态过程,接收纯净地下二次场,实现浅层勘探。从等值反磁通瞬变电磁法原理出发,立足于在实际铁路工程岩溶塌陷地区中的应用,通过拟三维数据重建瞬变电磁反演资料,直观准确地展示塌陷腔体立体结构特征,成功实现中国西南岩溶地区拟三维超浅层瞬变电磁勘探。

等值反磁通瞬变电磁法在城市岩溶精细探测中的应用研究

采用等值反磁通瞬变电磁法对城市中一处岩溶发育区进行探测、数据处理以及三维成像展示,结果准确地反映出岩土界面、地下岩溶的位置、形态和规模,可为后期地质灾害防治提供可靠的基础资料,通过应用研究表明,等值反磁通瞬变电磁法可在城市浅表岩溶精细探测中发挥重要作用,符合未来城市精细化探测、立体化展示的发展趋势。

高密度电法和等值反磁通瞬变电磁法在临武县矿区采空区勘查中的应用

在修建临武县工业大道过程中,遇到采矿巷道口,为查明工业大道下采空区的分布,本文采用高密度电法和等值反磁通瞬变电磁法对采空区分布范围及埋深进行了勘查,最终确定公路下矿层采空区的空间展布,为公路前期设计、治理提供了依据.

等值反磁通瞬变电磁法在浅层地质结构探测的应用

在复杂地质结构区域实施的工程建设,受气象环境、水文环境、地形地貌、地质构造等因素影响,岩土极易发生变形,严重时可能因受力过大而开裂,进而导致地基和建筑物发生变形,给建筑物带来安全隐患。因此,工程建设实施前,必须要充分掌握浅层地质结构变化情况与规律,从而为工程设计与工程施工提供全面准确的参考依据。等值反磁通瞬变电磁法是地下浅层地质结构探测的关键技术手段之一,该法采用双线圈源建立一次场零磁通接收平面来消除一次场对接收线圈的影响,以观测到地下纯二次场响应,从而提高瞬变电磁探测的准确度,缩小浅层盲区,达到精准探测地下地质变化情况与规律的目的。该方法具有野外工作简便快捷、不受施工场地限制及抗干扰能力强等特点,并通过工程应用证实探测精度和结果的可靠性,在工程地质勘察领域具有很好的应用前景。

等值反磁通瞬变电磁法在成都市地下空间资源地质调查中的应用

成都市钙芒硝、富水砂砾卵石层等不良岩土体以及隐伏断裂构造对地下空间的利用形成严重制约。据现有钻孔资料显示钙芒硝层多分布在30~150m深度、砂砾卵石层多分布在10~100m深度,属于等值反磁通瞬变电磁法的有效探测范围。首先对城区电磁干扰源进行了调查,总结了提高数据采集质量的具体措施;然后布置了过已知钻孔的等值反磁通瞬变电磁法试验剖面,过井剖面反演视电阻率值与不同深度的测井视电阻率值吻合较好,说明反演初始模型参数选取正确,定量反演精度较高;最后布置了三条等值反磁通瞬变电磁法试验剖面,试验结果表明等值反磁通瞬变电磁法结合钻探和其它物探手段,能有效划分出不良地质体的分布范围和对隐伏断裂进行识别。