基于MATLAB的六极并联齿轮泵优化设计及分析

针对普通外啮合齿轮泵流量脉动品质差、质量大、成本高等问题,设计一种六极并联齿轮泵。分析六极并联齿轮泵的结构及其工作原理;对六极并联齿轮泵的瞬态流量特性进行分析,推导其单周期内的流量曲线函数;建立基于流量脉动系数、流量脉动频率和泵体体积的数学模型,选取设计变量,确定约束条件,并利用MATLAB优化工具箱中fmincon函数对目标函数进行参数优化。最后对相同理论流量和额定进出口压差下的六极并联齿轮泵及普通外啮合齿轮泵进行瞬态流量仿真和齿轮泵特性计算,并将结果进行对比分析。仿真结果表明:在结构设计合理的情况下,六极并联齿轮泵在减小流量脉动,降低振动、噪声、质量和制造成本,提高工作性能和使用寿命方面具有重要作用。

螺杆机用并轴双转子永磁电机齿槽力矩机理分析与抑制

针对并轴双转子永磁电机过大的齿槽力矩以及转矩脉动大等电磁问题,采用传统单个槽齿槽转矩理论以及双转子电机边端力矩波动理论进行分析,计算了并轴双转子电机齿槽力矩的特殊组成成分以及其各部分转矩的谐波阶次。分析改变磁极偏心距和转子斜极对电机齿槽力矩和转矩特性的影响。采用响应面法构建电机的多目标优化模型,通过改变永磁体偏心距和斜极块数来约束电机的优化变量,并采取约束关系以及优化目标求解出最优转子结构参数。构建有限元模型,验证齿槽力矩理论的正确性。对比采用最优转子结构参数下电机的电磁性能与优化前电机的电磁性能,优化后电机的齿槽力矩、转矩脉动等电磁性能进一步提升,验证了采用磁极偏心和转子斜极复合结构的有效性。

弓形磁极永磁电机正弦削极修正模型

该文以气隙磁通密度函数和永磁体磁化方向厚度函数为理论基础,结合卡特系数计算公式、磁路等效原理和分布磁路法,考虑定子开槽、极间漏磁、磁极边缘效应及磁路饱和等因素的影响,推导出表贴式永磁电机平行充磁条件下的正弦削极修正解析模型。而后建立有限元模型验证了解析模型的准确性,并与简化正弦削极电机、偏心削极电机进行仿真对比。结果表明修正正弦削极电机所得气隙磁通密度总谐波失真(THD)分别较简化正弦削极电机和偏心削极电机低41.3%和23.4%,径向电磁力密度THD分别较简化正弦削极电机和偏心削极电机低29.82%和19.24%,从而使电机转矩脉动降低。最后通过实验进一步验证了修正解析模型的准确性。该文提出的修正解析模型,不仅使电机的电磁性能得到了进一步优化,而且理论基础明晰,不用像偏心削极一样,需要进行遍历扫描寻优,提高了电机的设计效率,为高品质永磁电机的优化设计提供了参考。

阀控式铅酸电池电流的分解输出

为确保阀控式铅酸(VRLA)电池的极柱在使用时不被熔断,采用分流式并联极柱设计。极柱所对应的端子分为圆柱铜芯式和直角铜环式两种,可将车辆中所用电器分散连接,使电流分解输出。在450 A电流持续放电过程中,控制电流通过极柱时所产生的温度不高于105℃,既满足车辆工作要求,也确保了安全使用。

2BYM-3型花叶类工业大麻精密播种机研制

根据花叶类工业大麻农艺要求和种子特点,研制了2BYM-3型花叶类工业大麻精密播种机。其结构包括新型小粒种子气吸式排种器、电动负压风机、播种单体采用独立平行四杆仿形机构与扁担轮仿形机构相结合的播种单体、种肥同步定量施肥机构、不锈钢肥箱及电子监测系统,可一次完成侧深施肥、精密播种、覆土镇压等复式作业环节。

三相无刷同步发电机转子绕组不同连接方式可靠性分析

电励磁三相无刷隐极同步发电机可通过改变励磁绕组电流大小改变气隙磁场强度,从而实现宽范围电压调节。转子绕组是三相无刷隐极同步发电机的重要组成部分,其一般采用同心式绕组。并联支路数为1的转子绕组极间、重间连接后,引出线正端与负端在铁心端面固定并直接引出。而并联支路数大于1的转子绕组不仅需要极间、重间连接,还需选择恰当的并联连接方式。不同的连接方式直接影响转子绕组的复杂性与可靠性。以10极5 MW三相无刷隐极同步发电机为例,对并联支路数为2的转子绕组不同连接方式进行比较。结合工艺性与可操作性,选择最优转子绕组连接方式,制作了发电机转子绕组以及样机。结果表明,该连接方式简单可靠,可提高产品工艺性,有效避免转子绕组绝缘故障。

极弧系数选择对永磁无刷直流电机激振力波的影响

研究了极弧系数选择对于永磁无刷直流电机空载激振力波的影响。推导永磁体磁动势的傅里叶分解系数的表达式,采用机械阻抗法分析无刷直流电机的空载电磁噪声。研究径向充磁和平行充磁时极弧系数对电磁噪声的影响,进而提出通过合理选择极弧系数削弱对电磁噪声起主要作用的激振力波的方法,并采用空间和时间2次傅里叶分解得到主要阶数激振力波的频谱。有限元计算结果验证了所提方法的有效性。

特征结构配置的并行方法

提出特征结构可精确配置的一个充要条件，讨论在保证极点精确配置条件下特征向量按指定值进行最佳近似配置的方法，并且给出针对各极点同时配置系统特征对的并行算法。

新型五自由度并联机床回零研究

基于栅格法提出了一种适合新型五自由度并联机床的两步回零法,即首先控制各驱动杆运动到事先经过标定的校准位置,并以此位置的标准值分别校准当前各个驱动杆的杆长,然后再驱动各杆回到规划好的初始零位,从而实现机床刀具的回零操作。同时,开发了相应的回零软件模块。该方法已应用于5-UPS/PRPU并联机床,实验证明:通过此方法可以准确可靠地实现该并联机床的回零操作。两步回零法避免了复杂的正解运算,且具有一定的通用性,对其它类型的并联机床也具有重要的参考价值。

大气中电极结构对介质阻挡放电的影响

笔者研究了平行平板电极、柱-板电极、斜板-平板电极三种电极结构DBD的放电特性,通过测量电压-电流波形图及放电发光图比较了他们的区别,并从放电机理角度对实验结果进行了讨论。结果发现:柱-板电极DBD中,随柱电极外径的增大,正负半周起始放电电压增大。

三极并联齿轮马达理论研究

研究一种由一个中心齿轮和三个空转齿轮构成的并联齿轮马达,阐述了结构原理,对功率密度、齿轮径向力及输出转速和转矩的脉动进行了分析;结果表明:该马达轴向尺寸小,功率密度高;中心(扭矩输出齿轮)所受径向力平衡,空转齿轮所受径向力显著减少,适当选取齿数,可使马达的输出转速和转矩的均匀性显著提高,并具有低速稳定性好,启动力矩大等特点。

基于二极电阻率法的并行电法勘探技术

利用点电场的分布规律和高密度电阻率法的基本思想,从二极直流电法勘探和地震勘探的思路出发,提出了利用1个电极供电,其余电极同步测量的网络电法勘探系统,通过室内数据处理实现高密度电法的二极、温纳三极A、三极B的同步快速测量。该方法极大地缩短了现场数据采集时间,提高了电法勘探的效率。目前,该方法技术已广泛应用于地基勘察、矿井回采工作面导水裂隙带高度探测及矿井出水水源探测等工程实践中。

基于Linux集群电磁散射并行计算实现

工业应用,特别是军事应用对计算电磁学(CEM)的需求提出挑战,解决电大尺寸电磁散射问题(物理尺寸λ1)的有效方法是采用并行计算技术.给出了MLFMA算法基于Linux集群技术的并行实现,并给出了电大尺寸目标电磁散射的计算实例.由于这种并行化方法只是充分利用已有的工作站,编程容易,所以是一种值得推广的并行化实现方法.

同杆并架双回线双端非同步故障测距算法

提出一种同杆双回线非同步故障测距算法,算法利用故障点与线路两侧之间的同向正序电压与同向正序故障电压之商相等的原理消除不同步角的影响,采用二分区间求根法或者弦截求根法求解故障位置。定性分析结果和EMTP仿真结果表明,所提算法不存在伪根,无需双端数据同步,不受过渡电阻和故障类型的影响,测距精度较高。

两极平行充磁环形永磁体磁场解析计算

针对内装不导磁心轴的两极平行充磁环形永磁体,在极坐标系下推导了当它置于定子腔和空气中两种情形下产生的磁场解析计算公式。根据材料和结构特点,将整个求解场域划分为不同的区域,分别用对应的控制函数来表达,通过求解拉普拉斯方程或泊松方程获得各区域的矢量磁位通解,利用边界条件和接口条件求解通解中的相关系数,得到各区域磁场分布的解析模型。以一台内装不导磁心轴的2极24槽平行充磁环形永磁同步电机(RSPMSM)为例,将磁场分布的解析计算结果与有限元计算结果进行对比,验证了解析模型的正确性。基于该解析模型讨论了转子尺寸对径向磁密的影响。利用该解析模型可以在该类永磁同步电机初始设计前期快速且精确地计算开路静磁场,还可以评估该类永磁转子的充磁结果。

阻抗法在多变流器并联系统稳定性分析中的应用

随着并网变流器越来越广泛的应用,对变流器并联系统稳定性的分析显得尤为重要。首先建立了单台并网变流器的诺顿等效电路,根据诺顿等效电路定义了变流器的输出阻抗,并基于阻抗法分析了多变流器并联系统稳定时的电网阻抗临界值及系统的失稳振荡频率。结果表明,阻抗分析法可将整个复杂的变流器并联系统分割成独立的子系统进行建模,简化了多变流器并联系统的稳定性分析,并且可准确对系统稳定时的临界参数值及失稳振荡频率进行求解。最后,在PLECS下搭建了多变流器并联系统的仿真模型,仿真结果证明了理论分析的正确性。

磁瓶飞行时间谱仪用复合磁场系统设计

根据磁瓶飞行时间谱仪磁场系统的基本要求,设计了一套符合其使用的复合磁场系统。最高强度达1.2 T的强非均匀磁场部分由永久磁铁和结构经过优化的截圆锥状磁极靴所产生。永久磁铁为N52系列NdFeB,磁极靴材料为高磁导率珀明德合金。强度为1.0×10-3T的弱均匀引导磁场由半径为3 cm、长度为3 m螺线管提供。磁极靴与螺线管之间的距离为5 cm。

基于电压/电流控制模式的组合式三相逆变器

为满足逆变器负载短路而不停机的要求,提出正常情况输出恒定电压和异常情况下(如短路)输出电流恒定的2种模式相结合方案。基于组合式三相逆变器拓扑,分析得到带有LCL滤波器的逆变器等效拓扑,给出电压控制模式下PID加重复控制的控制策略和电流控制模式下状态反馈控制的复合控制策略。运用极点配置对PID控制和状态反馈系数进行设计,并阐述重复控制设计过程。2台400kVA/50Hz的逆变器并联系统表明该方案验证两种模式下较好的输出波形和相互切换的高可靠性。

系列世界地图的经纬网数学模型研究

传统的东、西半球版的多圆锥投影世界地图(经线世界地图),在表示世界海陆分布的格局和世界大洲、大洋等巨大的地理实体的空间关系方面有很好的效果,但两极地区的变形过大和北冰洋不能完整表示也是缺陷。郝晓光首创的纬线世界地图(即南、北半球版世界地图)采用的地图投影,把南、北极置于投影的中心位置,能使南极洲和北冰洋及其周边大陆变形很小和完整表示。纬线世界地图的优点弥补了经线世界地图的缺陷。从地图投影拓扑结构出发,通过引入中央经线对称型曲经线族、闭曲线、邻域、环极纬线族等概念,分析和阐释了经线和纬线世界地图投影的经纬网结构特点,给出了系列世界地图投影的数学模型。

三极并联齿轮泵齿数选择分析

阐述了三极并联齿轮泵的结构原理,对齿数选择进行了分析。当取主齿轮齿数z1=3k±1时,泵输出流量的脉动率显著减小,脉动频率增加,流量品质得到明显改善。