高压断路器操动机构驱动电机及其控制技术研究

高压断路器操动机构用电机驱动提高了断路器运行的可靠性与可控性,因此设计了一套适用于126 kV真空断路器的电机操动机构。基于操动机构动力学分析结果确定驱动电机转矩、转速要求,提出一种有限转角永磁无刷电机设计方案,研制样机进行联机试验完成动作要求检验。在此基础上,设计分段转矩控制策略,结合驱动电机输出转矩需求将操动机构的运动过程分为4个阶段,从降低触头碰撞、避免预击穿现象发生、提高断路器工作可靠性角度对各阶段电机输出转矩进行动态调节。结果表明:所研制的驱动电机配合分段转矩控制策略,在保证灭弧室对操动机构动作时间、动作速度要求的前提下,实现了操动机构的运动过程优化和工作可靠性提高,促进了断路器智能化操作进程。

风力叶片自动合模装置双液压缸铰点位置设计

叶片模具是风力叶片制造的关键设备,当前风电叶片模具的开合主要有机械起重机吊装翻转和全自动液压翻转2种方式,采用机械行车提吊翻转过程不连续且精度较差,而现有的自动合模装置主要采用对称布置的2个液压缸,翻转过程中会碰到死点且对液压缸损害很大。针对上述问题,文中介绍了一种新型双液压缸风力叶片自动合模装置,描述了其结构和工作原理,并建立了该装置的几何模型,推导了翻转过程中液压系统主副液压缸力矩计算的数学模型,通过Matlab遗传算法工具箱对该自动合模装置双液压缸的铰点位置进行优化设计,使翻转过程中液压缸动力矩变化尽可能拟合负载的阻力矩,优化设计结果表明,通过该方法可以进一步优化该装置的结构尺寸,提高叶片合模的效率和精度。

计及磁链和电流的PMSM DTC系统中功率器件键合线老化监测方法

在闭环控制系统中,基于电参数的功率器件老化监测方法是电力电子可靠性领域的难点之一。以永磁同步电机直接转矩控制系统为例,研究基于磁链相图和电流的功率逆变器中功率器件老化状态的在线监测方法。首先,分析功率器件老化的特征,得到键合线老化引起通态电阻增加的结论;其次,研究得到功率器件键合线老化与磁链相图、直轴电流和三相电流峰值变化的关系,进而提出功率器件键合线老化的监测方法;最后,通过多组仿真实验验证了基于磁链相图和电流的在线监测方法均可实现功率逆变器中功率器件键合线老化状态的在线监测。其中,基于磁链相图的在线监测方法需要系统磁链出现一些波动时才易观测,此时功率器件处于失效状态,该方法并不可取;而基于三相电流的监测方法能够更为精确地监测功率器件老化状况,效果更为优越。

5 kN·m变温环境下扭矩校准装置试验分析

文章介绍了5 kN·m变温环境下扭矩校准装置结构与工作原理,通过整机试验定量分析了装置的测量不确定度,并进行了标准扭矩传感器的校准试验。结果表明:设计的装置能够为变温环境下的扭矩传感器溯源提供理论和溯源依据。

考虑接触热导的电动扭矩扳子校准装置热特性分析

为了提升动态扭矩参数的测量准确度,基于分形理论,引入接触热导参数,建立结合面接触热导模型,并进行数值仿真。同时针对典型的电动扭矩扳子校准装置,利用接触热导模型对其轴承结合部进行温度仿真并与试验结果进行对比分析。结果表明:接触热导参数分别与接触载荷和材料特性参数呈现正相关增长趋势,而与尺度参数呈现负相关增加趋势;当2.1≤D≤2.7时,接触热导参数随分形维数D的增大而增大;当2.7≤D≤2.9时,接触热导参数反而随着分形维数D的增大而减小。考虑接触热导的上、下轴承结合部最高温度均比不考虑时高出4~6℃,且与试验结果接近,相对误差分别为2.7%和3.3%。

多功能扭矩校准装置设计及性能验证

为满足国内工业能力和能源需求发展,为确保我国船舶及航空等领域动力计量仪器量值准确性和溯源性,笔者团队设计制造了一台50 kNm多功能扭矩校准装置。首先介绍了扭矩校准装置的结构原理,然后通过试验分析,对其性能进行了测试验证,研究装置量值传递过程中的稳定性和扩展不确定度。试验结果表明:在测量范围为1~50 kNm范围内,装置扩展不确定度为U_(rel)=0.1%(k=2)。此装置可根据《扭矩计量器具》(JJG 2047—2006)检定规程,将扭矩参数溯源到国家基准,实现扭矩计量仪器量值的准确性和溯源性。

航空领域动力装置减振安装技术发展综述

以国内外动力装置的减振安装系统发展为背景依据,总结了减振安装系统的设计技术要求,进一步分析了研究该系统的关键技术。通过对比减振安装系统在螺旋桨发动机、涡扇发动机、活塞发动机及直升机旋翼等装置的实际应用情况,总结了我国航空领域动力装置的减振安装系统相关技术和产业的未来发展趋势,为我国新一代航空飞行器的动力装置减振研究和产业发展提供了方向。

补偿伺服电机拖动力矩的液压能量回收设计

大型液压机使用伺服电机会引起克服重力下失速所需设置的抗衡力和重力势能的浪费,针对这种情况提出一种补偿伺服电机拖动力矩的能量回收装置,结合相应的回路和蓄能器,大大减少了电机能耗。对于设计的结构和工作特性,初步估计了在一定应用环境和工作参数下的节能效果,对大型液压机选用合适的功率启动和能量回收方案提供了一定的参考价值。

石油钻机风冷式电磁涡流刹车存在的问题与改进方法

石油钻机配套的风冷式电磁涡流刹车主要包括刹车本体、散热装置、整流装置等关键部件。随着深井和超深井越来越多,风冷式电磁涡流刹车因自身结构原因造成的制动能力不足问题愈发突出。在深井和超深井下钻过程中,钻具越来越长、越来越重,下钻产生的热量也越来越大,散热装置的缺陷日益凸显,一方面导致制动力矩大幅下降,另一方面可能发生定子和转子“抱死”现象,甚至烧毁励磁绕组。同时还存在可控硅整流装置不能对励磁电流进行反馈,系统运行状态监测不准确,司钻操作人员操作方式不正确等问题。针对这些问题,可以通过降低转子的热变形,降低下钻速度,改造冷却方式,将可控硅整流装置由开环控制系统升级为闭环控制系统,完善电磁刹车运行状态指示,纠正司钻操作习惯等一系列措施和方法 ,实现风冷式电磁涡流刹车在使用过程中的安全性和稳定性。

一种立式机架升降装置控制方法的应用

介绍了一种新型的立式机架升降装置控制方法和应用。通过利用限制变频装置转矩输出特性,结合立式机架升降实际状态,PLC控制系统按照预先设定的升降转矩值控制升降操作。在进行立式机架升降操作时,把变频装置的输出转矩控制在预先设定的允许范围内,确保升降机构不会由于卡阻或者超行程等现场不稳定状态,导致过负荷带来设备损坏,从而预防升降装置损坏引起的重大设备事故。方法应用于现场后,避免了恶劣环境下现场检测元器件状态失效对立式机架升降操作的不利影响,解决了立式机架升降装置频繁损坏问题,杜绝了由于立式机架升降操作导致的升降装置故障。

力矩密封阀门扭力自动供给设备的开发及应用

阀门作为流体输送系统中的重要控制装置,其产品的性能对整套装置系统的安全、稳定、可靠运行起着至关重要的作用。阀门的性能与制造工艺密切相关,在现代工业技术急速迭代的今天,阀门零件的材料、加工及检测工艺已经达到了相当高的水平,可以完全满足不同行业的需求。三偏心蝶阀是具有力矩密封典型特征的回转型阀门,在装配、调试、密封性能检测、功能性试验等关键环节都需要驱动机构持续输出并保持一定的扭力。由于在经济性、技术成熟度、战术布局等方面的差异,大多企业在研究开发和生产制造中没有针对此类阀门专用的扭力供给设备,而是使用精度和效率都较低的手动减速器或气动执行器等作为临时驱动校验设备。这就使阀门在研发周期内获取的基础数据可靠性不高,量产时生产效率较低,运行过程性能不稳定。特别是在中大口径、高压力等较大扭矩需求的领域,在考虑充足启闭安全系数的情况下,成套阀门性价比和竞争力都显著降低。

基于液压变矩器的双环扣双向压紧钻孔装置设计与优化

在制造业的各个领域中,双环扣的应用非常普遍。在其生产过程中,准确的定位和加工方式对确保产品质量和提高生产效率十分重要。针对这一问题,提出并改进了一套基于液压变矩器的双向紧固钻孔装置。通过巧妙的工程布局和结构优化,使液压变矩器的双向固定结构得到了增强,同时双环形夹持构件经过优化设计,大大提高了整个工作装备的稳定性和可靠性。

一种刮板输送机用液控离合紧链装置结构设计

目前的刮板输送机液压紧链装置,紧链前后均需人工手动操纵其离合手柄,进而来控制液压紧链装置的惰轮和刮板输送机减速器输入轴的紧链齿轮之间的结合与分离。为了解放人工,提升作业效率,设计了一种液控离合紧链装置结构:减速器+液压离合器+低速大扭矩液压马达组合。该结构的特点是需要紧链时,直接远程操控该紧链装置油液系统的连接工作即可。该结构的减速器以花键连接方式在刮板输送机链轮组件的内腔,随着连接和关闭液压离合器的油液提供,控制液压离合器这个中间连接件的吸合和分离,达到减速器和液压马达之间的扭矩、速度传递和断开。通过对该结构的详细方案分析和工作原理推理,结果表明:该结构是能够实现自动化紧链功能的。

ZJ50DB型石油钻机直驱转盘驱动装置研制及应用

转盘驱动装置是石油钻机的核心部件之一。常规的转盘驱动装置是高速交流变频电机,其通过齿轮减速箱驱动转盘工作。文章研制的ZJ50DB型石油钻机直驱转盘采用低速大扭矩交流变频电机直接驱动转盘工作,取消了大型传动机构齿轮减速箱,简化了传动方式,减少了中间故障点,降低了维护保养成本,整体尺寸小,质量轻,方便拆装和运输。

扭矩标准装置在标准扭矩扳子校准中的应用

文章介绍了扭矩标准装置在标准扭矩扳子校准中的应用。测试中扭矩标准装置是一种采用杠杆砝码原理和刀口支撑技术建立的经典结构静重式扭矩标准装置。为使扭矩标准装置更好地应用于标准扭矩扳子校准,上海质检院计量检测所力学二室团队为其设计了一套专用的辅助装置,使被检标准扭矩扳子能更稳定地固定在扭矩标准装置上,并能通过调节辅助装置,实现不同力臂长度和方位角度的校准,旨在研究刀口支撑型扭矩标准装置对标准扭矩扳子校准结果的影响。

IEC/TC1082023年春季虚拟会议综述

介绍TC108 HBSDT工作组2023年春季虚拟会议情况,包括对新发布的IEC 62368-1:2023以及即将发布的IEC TR 62368-2第4版的修订意见讨论、新技术提案讨论、解释组文件讨论、标准动态及相关决议通报等。

包装机拉膜机构纠偏装置鲁棒控制系统设计

目的 为提高包装生产线纠偏机构控制精度,改善产品外观,提高产品合格率,结合转矩观测器和积分型滑模变结构算法设计一种纠偏装置控制系统。方法 在分析纠偏装置结构的基础上,以纠偏伺服电机为研究对象,提出一种电机控制方法。负载转矩观测器和积分型滑模控制器不但可以解决负载扰动对控制系统性能的影响,而且可以减小滑模控制器的抖振幅度,饱和函数则可以进一步减小系统抖振。通过实验验证所述方法的可行性和有效性。结果 实验结果表明,所述控制方法基本无超调量,达到稳定状态约耗时0.5 s;采用所述纠偏装置,包装薄膜跑偏量最大值只有0.70 mm,包装合格率均在97%以上。结论 在保证产品质量前提下,纠偏装置鲁棒控制系统可以提高产品合格率和包装生产线工作效率。

液力机械综合传动装置低温阻力矩特性研究与验证

为解决液力机械综合传动装置低温环境下的快速起动问题,需要对其在低温域的传动特性进行试验测试。进行了液力机械综合传动装置和单一旋转件在低温环境下的运行阻力矩特性测试和流场分析。研究结果表明:在特定温度段液力机械综合传动装置的运行阻力矩随转速的升高而降低,单一旋转件测试进一步验证了这一规律;对比不同温度下的流场发现,润滑油液的非牛顿流体特性在该规律中起主要作用。

温度对空间对接机构扭矩测量的影响

分析高低温环境空间对接机构扭矩测量装置的设计方案,研究不同温度下轴系材料弹性模量变化对扭矩测量过程的影响,并通过热影响分析不同温度下同轴度变化对扭矩测量的影响。结果表明:由温度导致材料弹性模量变化对装置轴系的扭矩传递过程几乎没有影响,轴系热变形结果与温差呈正相关。通过对高低温环境下装置测量技术的分析研究,提高了扭矩性能测试工作的可靠性。

电磁式平衡头动环自锁特性分析与实验研究

针对电磁式平衡头动环结构整体设计过程中存在的自锁磁场与自锁力矩问题,对电磁式平衡头动环自锁特性进行了有限元仿真分析与实验研究。首先,根据磁路自锁原理,建立了由磁性齿盘、永磁体、配重盘3个零件构成的三维模型;然后,利用Ansoft-Maxwell平台,通过控制单一变量的方式,分析了永磁体对数对气隙磁密和自锁力矩大小的影响,研究了气隙对自锁力矩的影响;最后,基于扭矩传感器及LabVIEW软、硬件搭建了实验平台,通过增减垫片数量的方式,进行了自锁力矩气隙实验。研究结果表明:永磁体对数从8对增加到18对时,有效工作区最小磁通密度增加了103%;有限元分析结果与实验结果的差值在15%以内,且实验数值与有限元分析数值整体趋势一致,自锁力矩随气隙的增大逐渐减小;该实验结果证实了仿真结果的可靠性,为电磁平衡装置的整体分析与优化提供了依据。