独乐寺建筑与塑像一体化设计模式探析

独乐寺蕴含基于文化理念和整尺思维的一体化设计模式,将院落规划、建筑空间设计和塑像布设通盘考量,以十一面观音面长(1.338m合4.5尺)作为基准长统摄像、阁、寺各级尺度,使各部分具有和谐的比例关系,设计时令观音心部位于阁心并作为原点,综合运用方格网、同心圆、放射线等手段实现核心要素的对位关联,形成具有空间互动性及文化内涵的整体,体现出中国古代的“天圆地方、建极向心”宇宙观、“数形义合一”营造思想、“型范”思维和人本理念。

永磁爪型联轴器的设计与分析

提出一种基于磁斥力同步传动的新型永磁爪型联轴器(PMCC)。首先,介绍了PMCC的结构;其次,对PMCC的结构设计问题进行了分析;再次,通过有限元仿真软件对PMCC的磁路进行计算,分别研究了PMCC设计时的几个重要参数如磁极对数、磁钢厚度角、角向间隙对其传递扭矩特性的影响;最后,计算了采用强弱磁组合设计方案时PMCC的扭矩传递曲线。研究结果表明,可通过增加磁极对数或磁钢厚度角来增大PMCC的传递扭矩;当增大初始角向间隙时,有利于提高PMCC的弹性缓冲特性;此外,当采用强弱磁组合设计方案时,可以增大PMCC的传递扭矩和初始角向间隙。该研究可为PMCC的研发设计及其在机械传动系统的应用提供重要的参考。

一种抑制力矩电机转矩波动的极槽数选用方法

低转矩波动是力矩电机实现高精度、精细化伺服动作的前提。反电动势高次谐波是引起转矩波动因素之一,推导了正弦波驱动力矩电机极槽数与反电动势高次谐波的关系,通过极槽数选用来减少反电动势高次谐波含量从而实现降低转矩波动。样机试验表明,选用可消除5次谐波的极槽组合可有效降低转矩波动。

Time Scale Approach to One Parameter Plane Motion by Complex Numbers

This paper presents building one-parameter motion by complex numbers on a time scale. Firstly, we assumed that E and E′ were moving in a fixed time scale complex plane and {0, e1,e2} and {0', e'1,e'2} ?were their orthonormal frames, respectively. By using complex numbers, we investigated the delta calculus equations of the motion on T. Secondly, we gave the velocities and their union rule on the time scale. Finally, by using the delta-derivative, we got interesting results and theorems for the instantaneous rotation pole and the pole curves (trajectory). In kinematics, investigating one-parameter motion by complex numbers is important for simplifying motion calculation. In this study, our aim is to obtain an equation of motion by using complex numbers on the time scale.

张弦梁采光顶结构设计关键技术分析

张弦梁结构是一种预应力结构体系,优点众多,在大跨空间结构建筑体系中应用广泛。结合工程案例,以张弦梁结构在采光顶中的应用为研究对象。分析预张力的确定、垂跨比对力学性能的影响、撑杆数量及间距的设置、上弦杆截面刚度的影响和支座节点等。通过分析结果得出优选建议,为张弦梁结构形式的采光顶结构设计提供技术参考。

电子水泵永磁无刷直流电机性能影响因素的仿真分析

为了满足新能源汽车电子水泵研发过程中对永磁无刷直流电机性能的设计要求,需要对该类电机的性能的影响因素进行分析。首先以电机行业一般设计标准和其它电机产品的设计经验作为依据,得出电机设计必需的物理量。然后基于ANSYS Electronics Desktop中的RMxprt软件进行参数化设计计算,初步得到一个性能参数较为合理的电机模型。最终,通过数值模拟得出设计工况下铁芯长度、永磁体厚度、极数和气隙四种关键设计变量与电机转速、转矩、效率等性能的定性关系。这些参数的变化趋势可以指导电机研发人员按实际需求定制电机的性能。

同极同槽双边平板型PMLSM的设计及推力优化研究

为降低直线电机的推力波动,提出一种同极同槽双边平板型永磁直线同步电机(Permanent Magnet Linear Synchronous Motor,PMLSM),且采用不同方法优化其结构参数.为确定电磁设计方案,根据同极同槽双边平板型PMLSM的结构特点和旋转电机的设计方法,推导出适用该电机的电磁设计公式,并建立二维有限元仿真模型进行分析和验证.随后采用田口法筛选优化变量,分别通过单参数扫描和基于克里金代理模型的粒子群算法进行优化.结果表明,在满足推力不低于600 N的前提下,推力波动大幅降低,且永磁用量减少了13%.

分数槽集中绕组式无刷力矩电机极槽组合研究

制造引起电机定子和转子相对偏心是客观存在的,因此研究不同极槽组合下偏心对转矩波动影响,对极槽组合设计有重要的参考意义。采用有限元仿真方法分析了分数槽集中绕组式无刷力矩电机不同极槽组合下静、动态偏心对转矩波动影响,并进行了样机试验,结果表明:宜优选绕组线圈分成多组对称均布且极槽数最小公倍数大的偶数槽组合。

滚动转子式压缩机转轴振动仿真及试验研究

以搭载9槽6极电机的压缩机为例,研究了变频压缩机运行时与电机极数有关的转轴振动噪声问题。首先,通过对径向电磁力分析,明确了压缩机电机6f径向电磁力的组成;其次,通过仿真分析和试验测试的手段对转轴的振动特性进行分析,进一步指明6f电磁力与转轴弯曲模态共振是导致转轴振动噪声问题的根源;最后,通过对某款变频压缩机的转轴弯曲模态进行仿真分析及优化,降低了转轴振动噪声,改善了压缩机的声品质。

基于不等匝绕组的交替极永磁电机转矩脉动抑制技术

交替极电机的永磁体被凸极铁心替换会形成不对称的空载气隙磁密,导致气隙磁密偶次谐波,进一步在相反电动势中感应出偶次谐波,增加电磁转矩脉动。当交替极永磁电机的极槽配合符合Ns=k(2P±1)(k是正整数,Ns和P分别是定子槽数和转子极对数)时,相反电势中会存在偶次谐波。为此,提出不等匝绕组技术消除交替极永磁电机的低次反电势偶次谐波,抑制电磁转矩脉动。首先推导了消除2次和4次反电势谐波的最优比例,然后以27槽30极电机为例,采用2维有限元方法对比分析了交替极和传统永磁电机的反电势和转矩特性,结果表明,采用不等匝绕组的交替极电机转矩脉动仅为1.2%,与传统电机相比下降了7.84个百分点,最后加工了不等匝绕组27槽30极交替极永磁电机对对理论和有限元分析进行了验证。

电动机无铭牌和绕组无原始数据的修复技术

本文介绍了无铭牌又缺乏绕组原始数据的电动机修复技术,通过对电动机定子铁芯的实际测量及绕组数据的重新计算,确定定子绕组的主要参数和电动机的铭牌数据,以保证修复后的电动机现场正常运行。

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。

五相容错式磁通切换永磁电机及其控制

提出一种具有奇数转子极的新型五相容错式磁通切换永磁(fault-tolerant flux-switching permanent-magnet,FT-FSPM)电机。该电机结构通过引入容错齿设计,增强了各相之间的独立性,提高了电机容错性能。运用有限元方法,对所设计的10/19极FT-FSPM电机的磁场、气隙磁密、反电势及齿槽转矩等电磁性能进行计算,分析奇数转子极结构对反电势和齿槽转矩的影响。在此基础上,研究电机故障时的容错控制策略。运用电路、磁路瞬态联合仿真的方法,对电机的转矩进行计算,并设计加工了FT-FSPM实验样机,仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。

每极分数槽永磁直线电机的槽极数配合研究

每极分数槽永磁直线电机(PM linear motors,PMLMs)采用端部不重叠的集中绕组,具有绕组端部短、铜耗低、推力密度高等优点,在数控机床、半导体加工等领域应用广泛。针对12槽/11极与12槽/10极的两种PMLMs,阐述了每种电机采用单边型或双边型、所有齿绕绕组或交替齿绕绕组的4种可行结构,建立了有限元分析模型,分析了平均推力、推力波动与结构参数之间的关系。此外,还重点分析了双边型结构PMLMs在两侧磁极位置错位时的力性能,提出了基于最小推力波动与推力比值的最佳错位位置。通过详细的对比分析,得到了单边型与双边型每极分数槽PMLMs推力波动与推力比值最小的最佳方案,研究结果为该类电机的优化设计及应用提供了参考依据。

垂直轴阻力差型风车驱动磁涡流致热分析

以垂直轴阻力差型风力机直接驱动永磁涡流致热系统为研究对象,分析了在一定风力情况下永磁涡流致热器的工作情况。研究结果显示:致热器内部的磁条对数对系统的发热效果影响较大;通过选择适当的磁条对数和传动比能够使该系统的发热效果达到最佳状态。

极槽匹配对直驱式永磁风力发电机性能的影响

直驱式永磁风力发电机具有高效率、运行可靠和结构简单等优点,如何通过适当选择定子槽数及极数来改善发电机的性能、降低成本,是直驱式永磁风力发电机设计的一个重要问题。本文以输出功率为1.5MW的直驱式永磁风力发电机为例,根据风力发电系统中永磁发电机低转速、多极数、大体积的特点,基于场路耦合有限元法对风力发电机的性能进行分析。在发电机体积相同的情况下,比较和分析了定子槽数和极数对永磁风力发电机的性能的影响。

转子极数对无刷双馈电机耦合能力的影响

针对目前无刷双馈电机(BDFM)两套不同极数定子绕组之间,耦合能力弱而导致该类型电机功率密度低及性能指标差的问题,以结构简单易于制造的普通凸极磁阻转子BDFM为例,研究了转子极数对电机耦合能力的影响。基于绕组函数理论,对BDFM进行了电感参数计算;通过分析电感参数,研究了极数、相同转子极数而不同定子绕组的极数配合和多极凸极磁阻转子对其耦合的影响。研究表明:合适的转子极数和极数配合可以改进BDFM的耦合能力,进而提高其功率密度,改善其性能指标。

基于外磁场耦合的血泵驱动系统

基于横向旋转磁场的耦合原理,提出轴流式血泵外磁场驱动系统方案,设计一种泵机分离的结构。采用等效电流法建立了永磁体等效物理模型,计算血泵驱动系统的主动轮和从动轮之间的距离、相对转角以及磁极对数对血泵传动扭矩的影响。研究结果表明:在生理范围内,即主动轮与从动轮的安装距离小于60mm,设计的永磁体输出的扭矩大于血泵需要的扭矩(6.4N-mm),能够满足血泵的驱动要求。主动轮与从动轮的磁极对数是影响血泵系统性能的关键参数,主动轮与从动轮磁极对数越少,传动扭矩越大,但是扭矩波动也大;主动轮的磁极对数大于从动轮的磁极对数,驱动系统传动平稳,对控制有利。

不等齿顶宽间隔绕组对直接驱动转台电机转矩特性的影响

为了满足直接驱动数控转台对低速大转矩电机的要求,研究并设计了一种基于极槽数相近结构的不等齿顶宽间隔绕组多极永磁同步电机。多极电机保证了转台具有较低的额定转速。极槽数相近结构不仅可以提高绕组短距系数,更能有效地降低电机的齿槽转矩波动。间隔绕组和不等齿顶宽结构的配合设计最大化了定子齿磁链和绕组系数,从而有效地提高了电机的转矩密度。另外,还采用解析计算方法分析了不等齿顶宽结构对齿槽转矩波动和谐波绕组系数的影响。从有限元软件ANSYS计算结果和实验结果可以看出,样机的齿槽转矩波动小于额定转矩的1%;与等齿宽电机相比,不等齿顶宽结构有效地提高了电机的平均转矩,证明了所提出设计方法的正确性和有效性。

直线感应电机空载速度特性分析

针对初级有限长的直线弧形感应电机和直线感应电动机的特殊现象——空载速度超过所谓的同步速度,以简化的单边直线感应电机(single-sided linear induction motor,SLIM)模型为研究对象;利用麦克斯韦方程组建立了该电机的数学解析模型,计算了动态纵向端部效应影响下电机气隙磁场和端部磁场分布;提出了考虑纵向端部效应的新物理量"等效电磁极距",给出不同极数时机械极距的修正系数。通过有限元法(finite element method,FEM)仿真和样机试验验证了解析法结论的合理性和修正系数的正确性,得出结论:空载速度并未超过由等效电磁极距计算而得的同步速度,只是超过由机械极距计算而得的同步速度。对于今后该类电机的理论研究和应用具有一定的参考价值。