超声电机在真空环境下的负载特性试验研究

为了研究超声电机在真空环境下的驱动行为,设计了一套测试装置。通过该装置实现了对超声电机负载力矩的施加以及在真空环境下对超声电机转速、转矩的测量。试验结果表明,超声电机可以在真空环境下工作,但性能较常态环境下有所变化,其空载转速明显下降,堵转力矩有所增大。

斜槽式纵扭模态转换型超声电机在不同摩擦副下的负载特性研究

研究斜槽式纵扭模态转换型超声电机在各种类型摩擦副下的负载特性。实验中定/转子接触面分别采用多种材料,形成硬/软、软/硬以及硬/硬搭配的各种摩擦副。当采用软/硬摩擦副时,电机转速慢、转矩小、效率低,而采用硬/软摩擦副时,电机负载特性明显提高。研究定子摩擦面开齿对电机的影响,实验显示定子摩擦面开齿能显著改善定转子摩擦面磨损情况,使电机运行平稳,电机负载特性较不开齿有所提高。实际研制的直径为15mm的样机,堵转力矩可达0.32N·m,空载转速最高达1325r/min,效率达到了32.3%。

基于SIMULINK的电力机车负荷特性研究

通过研究典型电力机车的负荷构成特性,认为电力机车的负荷特性主要由牵引回路特性所决定.通过对系统运行于稳态和暂态两种状态下串励牵引电机特性的分析和数学模型的推导,得到脉流牵引电机的运行特性规律.利用总体测辨法,得到了能够描述牵引电机运行特性的负荷模型及参数.数字仿真结果也验证了该方法和结论的正确性和有效性,从而为研究电力机车的负荷特性及电气化铁路负荷的综合负荷特性提供了一种新的思路.

基于虚拟仪器的超声电机瞬态特性测试系统

超声电机(Ultrasonic Motor,简称USM)是近20年发展起来的一种全新原理的电机。超声电机瞬态特性测试是实现其瞬态控制的基础。基于虚拟仪器技术,设计硬件触发电路、软件滤波和数据采集、测试、分析系统,克服以往硬件和软件设计带来的误差。实现了对超声电机启动和关断的速度曲线和响应时间等参数的准确测试。经试验证明,超声电机具有毫秒级的响应时间,同时检测系统结构简单,具有一定的通用性和可行性。

超声波电动机导纳测试与动态特性分析

分析了超声波电动机的导纳 -频率特性,提出了超声波电动机等效电路模型参数的测量方法,依据分析动力学原理分析预测结果,计算了等效电路模型的参数及其动态特性,并与实验测试结果进行了对比验证。将超声波电动机的机械特性和电学特性有机结合起来,给出了用于预测和分析动力学特性的有效方法,确定了超声波电动机的最佳工作频段,提出了超声波电动机的优化设计原则及电机与驱动电路匹配方法。

真空环境下行波型超声波电机的特性

真空环境下由于缺少空气介质,靠摩擦驱动的超声波电机的特性会与常态下发生较大的变化。采用行波型超声波电机常用的三种摩擦材料(环氧树脂、聚四氟乙烯烧结和生聚四氟乙烯填充为基的摩擦材料)对比分析了常态和真空环境下的超声波电机的机械特性。发现除环氧胶外,其他摩擦材料制成的电机真空下的堵转力矩都有所增大,而空载转速全部降低。为了分析变化产生的原因,实验比较了真空环境下三种摩擦材料在常规、驻波和行波状态下的动摩擦系数,实验表明除环氧胶外其它摩擦材料的摩擦系数比常态下都略有增大,且相应电机的堵转力矩也都增大。其次实验研究了行波型超声波电机的瞬态特性,当真空度增加到10-2Pa后,电机的起动时间和起动电压都有明显的增加,即电机起动和运行的阻力逐步增大,导致电机空载转速的降低。最后测试了声悬浮力大小,其数值不超过预紧力的1%,不是真空环境下特性变化的主因。导致电机真空环境下堵转力矩和空载转速发生变化的主要原因在于摩擦材料动态摩擦系数和起动与运行阻力的变化。

电力机车牵引电机负荷特性仿真研究

通过分析电力机车的负荷构成特性,认为电力机车的负荷特性主要由牵引电机的特性决定。推导了串励牵引电机电枢电路的微分方程,利用总体测辨法,得到了影响牵引电机运行特性的典型参数,仿真结果也验证了该方法的正确性和有效性,从而为研究电力机车的负荷特性及电气化铁路负荷的综合负荷特性提供了一种新的思路。

环境压强对行波超声马达驱动特性的影响

在环境压强从常态到高真空的循环条件下,测试了45盘形行波型超声马达的转速、转矩随环境压强的变化,并获得了其负载特性。所选择的低真空和高真空的环境压强分别为2Pa和5×10-3Pa。结果表明,行波型超声马达的转速和转矩均随环境压强减小而减小。超声马达的负载越大,真空中的转速下降量越大。超声马达的负载特性随环境压强减小而变差。从超声马达特性和摩擦学理论角度,探讨了真空下超声马达的堵转力矩比常态下小的原因。

直线型驻波超声电机的建模与仿真研究

建立了棒形直线超声电机的力学数学模型。该模型比较全面地把握了电机驱动振子、导轨及相关部件所组成的非线性振动系统的运动特征，考虑了驱动振子与导轨在接触瞬间的冲击。用所建模型进行了电机的起动过程和输出特性的数字仿真．

共阶梯轴双定/转子超声电机的极端环境试验研究

为了进一步扩展超声电机在航空航天领域的应用范围,综合研究了共阶梯轴双定/转子超声电机在极端环境下的输出特性。对于这种性能优越的新型超声电机,制作了适用于极端环境的试验样机,进行了真空、高/低温复合环境以及振动环境环境试验研究。探讨了各种环境因素对电机性能的影响。结果表明,真空、高温、低温、振动等环境因素会对电机输出性能产生不同程度的影响,共阶梯轴双定/转子超声电机具备一定的极端环境适应性。该研究为超声电机在航空航天领域的广泛应用提供了参考。

真空度对环形行波超声马达驱动特性的影响

超声马达是一种适合于真空环境中工作的理想驱动器,但其在真空下的特性研究较少。利用真空试验机和超声马达特性模拟实验台,分别在常压、低真空和高真空下测试了无磁型和普通型环形行波超声马达的转速和转矩特性。结果表明,两台超声马达的转速和转矩均随环境压强减小而减小;在真空下,普通型超声马达的负载特性较常态下差,无磁型超声马达负载特性受真空度影响较小,且优于普通型超声马达的负载特性。运用声悬浮和摩擦学理论初步分析了产生此现象的原因。

真空环境下杆式超声波电动机负载特性的测量方法

为实现杆式超声波电动机在真空环境中负载特性的快速测量,根据瞬态响应法测量负载特性的基本原理,研制出超声波电动机瞬态响应测试系统,该系统能够实现超声波电动机在起动10 m s内转速瞬态响应的测量和负载特性的间接计算。在常态环境中采用挂砝码法和瞬态响应法对Φ30mm杆式超声波电动机的负载特性进行了测量,两者测试结果基本一致,证明瞬态响应法用于测量超声波电动机的负载特性是可行的。随后在真空环境中,采用瞬态响应法实现了杆式超声波电动机瞬态响应和负载特性的测量,表明该方法适用于超声波电动机在真空环境中负载特性的测量。

微小旋转型超声电机瞬态特性测试及机械特性估计方法

提出了一种直径10mm的微小旋转型行波超声电机的结构设计方案,并加工制造了样机。针对该电机具有毫秒级的响应特性和较小输出力矩的特点,提出通过分析瞬态过程的动力学特性来估计电机负载能力的方法。利用光电编码器、NI采集卡及虚拟仪器软件组成的信号采集系统,对该微型超声电机进行了瞬态特性实验,获得了电机转速、启动及关断时间。对电机瞬态特性的实验数据进行了分析,并计算得到了电机的力矩特性。最后,通过与采用测功机得到的电机机械特性数据进行对比,验证了该方法的有效性。

超声电机在真空高低温环境下的驱动性能

为了对行波型旋转超声电机在同向负载下的驱动性能进行测试,并研究真空高低温环境对电机驱动性能产生的影响,设计并搭建了一套测试系统,从而实现了对超声电机转速和负载扭矩的测量,并对测试设备采取了控温措施,保证设备在高低温环境下的测试精度不会下降。试验结果表明,利用该系统可获得有效测试数据,得到超声电机在真空高低温环境下的驱动性能曲线,并将其与常温常压环境下的曲线进行比对,可以看到真空高低温环境对超声电机在同向负载下的驱动性能产生了一定影响。本研究成果为超声电机在航天领域的广泛应用奠定了可靠基础。

负荷特性对电力系统电压稳定性影响的研究

本文利用SIMULINK仿真平台搭建的三机九节点电力网络来研究了不同负荷模型在电力系统遭受不同扰动时对电压稳定性的影响,并在特定的扰动情况下研究了感应电动机负载增大、电压失稳时加入改善措施之后对电压稳定性的影响。通过对每种情况下的仿真波形进行对比分析后得出结论:负荷模型不同及负荷大小不同都会对电力系统的电压稳定性产生不同程度的影响;电力系统中的感应电动机负荷对系统的电压稳定性影响最大,且离遭受扰动的点越近,母线的电压稳定性越差;并联电容器是改善电压稳定性切实可行的措施。

双定子单转子型超声电机的数学建模及机械性能仿真

为了提高超声波电机的输出转矩,设计了双定子单转子行波型旋转超声电机.在保证定子直径不变的条件下通过两个定子同时驱动一个转子达到增加转矩的目的.利用有限元软件ANSYS10.0建立电机的定、转子接触模型并进行仿真分析.通过仿真分析得到电机空载转速、堵转转矩随预压力的变化曲线和不同预压力下的负载特性曲线.仿真结果表明该种结构的电机可以明显提高输出转矩,具有较好的应用前景.

电动机机械特性的超声波测量方法

在介绍利用超声波测量电动机机械特性原理的基础上,对具体的测量方法、实验结果、测量范围做了论述,指出此方法可用于电动机机械特性的大批量测试。