真空干泵用磁通切换永磁同步电机温度场仿真分析

针对真空干泵驱动用电机在极端真空环境下工作时发热严重的问题,以一台4.5 kW磁通切换永磁同步电机(FSPMSM)为研究对象,分析了其冷却结构,并进行了温度场仿真计算。通过有限元软件建立FSPMSM三维温度场仿真计算模型,设定边界条件和热源激励,得到电机内部各部件的温度分布情况,并分析了水道截面直径、水道圈数对电机温度变化的影响。与一台技术要求相同的永磁同步电机(PMSM)在同等冷却条件下进行温度场对比分析,结果表明本电机设计合理。相比于真空干泵常用的传统PMSM,本电机能更好地减少损耗并降低温升,为开发真空干泵用FSPMSM新产品提供了一定的参考。

深井泵用永磁同步潜水电机性能分析与成本计算

目前在深井泵市场中,感应潜水电机的应用较为广泛,但是普遍体积大、效率低,水泵耗能严重。永磁同步电机具有高效率、高功率因数以及大功率密度等优点。因此用永磁同步电机代替感应电机作为深井泵的驱动设备,既能提高电机的性能,又能节能减费,响应国家“碳减排”的号召。为了满足最新电机能效等级的要求,根据深井泵对其配套电机要求的特殊性,针对市面上一款22 kW的深井泵用感应潜水电机,设计出一款相同型号的永磁同步潜水电机。运用有限元分析计算,对其在额定工况下性能参数以及各类损耗和感应电机的数据进行对比分析,并对所设计的永磁同步电机进行温度场仿真验证其合理性。对两种电机生产成本以及能耗值进行经济效益评估,计算结果证明所设计的永磁同步潜水电机在一定的时间内便可以完成电机的成本回收,性价比优越,同时为同类深井泵用电机的设计分析提供参考。

真空泵用反凸极永磁同步电机设计与性能分析

针对真空泵用驱动电机运行过程中存在转子温度高、散热难的问题,根据真空泵驱动工况的实际要求,设计了一台反凸极永磁同步电机和一台常规永磁同步电机。首先,利用有限元软件,分析了转子磁障尺寸对电机转矩的影响以及磁障层数对电感的影响,从而得出了转子磁障尺寸和磁障层数的合适值;其次,对两台电机的气隙磁密波形、空载反电动势和损耗等电磁性能进行了对比分析;最后,通过仿真对比分析了两台电机的温度场以及两者转子和转轴处的温升。结果表明,相比于常规永磁同步电机,反凸极永磁同步电机的转矩性能更好、转子损耗和转子温升更小,为新产品研发提供了科学的参考依据。

轴向分段式双爪极永磁电机设计与分析

永磁同步电机在高频率工况时,定、转子铁心损耗和永磁体涡流损耗都会增加,使电机温度升高,从而导致绝缘老化、永磁体退磁等。为了解决高频损耗增加的问题,设计了一台定、转子铁心材料均为软磁复合材料的轴向分段式爪极定子、单段式爪极转子的双爪极电机。类似于双凸极结构会出现转矩脉动过大的问题,采用转子磁极偏移和定子斜极相结合的方式降低转矩脉动。最后,对电机的电磁设计和温度分布进行分析,验证设计的合理性。对于爪极参数的选取,研究主要尺寸比、极弧系数、转子磁极偏移距离和定子斜极角度对双爪极电机的气隙磁密、空载反电动势、转矩及转矩脉动的影响。

磁控溅射用旋转阴极磁场装置的结构设计及磁场分析

针对现有磁控溅射装置在镀膜工作中靶面阴极磁场分布不均匀的问题,设计了一种新型旋转阴极磁场装置。该装置通过旋转机构带动磁场做圆周运动,利用凸轮机构使磁场做上下直线运动。首先,利用3D软件绘制出该装置的三维模型;其次,对阴极磁场磁感应强度进行了有限元分析;最后,通过调整磁轭高度、伸出臂长度以及磁轭-靶材间距优化了磁场,并将优化前后的数值模拟曲线进行了对比分析。结果表明,优化后阴极磁场磁感应强度曲线的均匀度由21%改善到6%,有效改善了靶面磁场均匀性,有利于保证磁控溅射的稳定运行。

钕铁硼永磁材料腐蚀机理及防护研究进展

钕铁硼作为第三代稀土永磁材料,在世界磁性材料领域占据着举足轻重的地位,在国防、航空航天、信息通讯、汽车、能源、节能环保、医疗器械等领域具有广泛应用,但钕铁硼永磁材料易被腐蚀的特点限制了其应用的进一步拓展。本文论述了钕铁硼永磁材料的物相组成、腐蚀过程和腐蚀产物,阐述了钕铁硼永磁材料高温氧化、湿热吸氢和电化学腐蚀等腐蚀特性。本文还从提升自身耐腐蚀性和表面涂层防护两方面总结了钕铁硼永磁材料腐蚀防护技术,重点阐述了电镀、化学镀、有机物涂层及物理气相沉积等技术的基本原理、研究进展和发展方向。钕铁硼腐蚀防护技术的研究是推动钕铁硼永磁材料应用领域扩展的关键。

金属Tb晶界扩散对烧结钕铁硼磁性和耐温性的影响

本文采用了真空多弧离子镀的方法在烧结钕铁硼磁体表面沉积Tb金属薄膜,并对镀膜磁体进行真空热处理,使表面的Tb金属向磁体内部晶界扩散,研究经过金属Tb晶界扩散处理的磁体的磁性和耐温性。结果表明,经过晶界扩散处理,金属Tb进入了距离钕铁硼磁体表层一定深度范围内的晶界中,磁体的内禀矫顽力Hcj提高了9000～10000Oe,磁体的高温不可逆磁损失大幅降低,磁体的内禀矫顽力和耐温性能显著提高。

电动汽车驱动电机绕组端部喷淋冷却温度场分析

电动汽车驱动用永磁同步电机(PMSM)具有功率密度高、质量轻、体积小、内部机构紧凑等特点。因此,电机内部散热压力较大,若不能及时有效地散热,会产生严重的温升问题,限制电机功率。针对PMSM绕组端部发热严重的问题,采用喷淋冷却的方式,通过将冷却介质离散化,分析了不同喷嘴、不同流量和不同喷淋位置下的冷却效果和流体运动情况。选择合理的喷淋形式与喷淋流量后,将喷淋冷却与水冷电机绕组端部的温度场进行比较。分析结果证明了喷淋冷却的有效性,为后续的电动汽车驱动电机的喷淋冷却研究提供了一定的参考。

真空干泵用两种驱动电机热特性对比分析

真空干泵驱动电机散热困难,需要严格控制其的温升,进而保证系统的长时间运行。以30 kW驱动电机为研究对象,设计了一台异步电机和一台18/12极双凸极永磁电机。两种电机的外形尺寸和功率等级等条件相同。同时,两种电机的冷却方式均采用机壳通有螺旋水道的水冷,分别对两种电机进行了温度场分析。分析结果表明,在额定运行时双凸极永磁电机具有更低的整体温升,更加适用于真空干泵机组。

企业实施业财融合的问题与路径研究

随着企业间竞争的不断加剧,以往以产量为工作目标的管理模式已经无法适应时代发展的步伐。企业若想在市场中存活下去,就必须对原有经营管理模式进行创新与升级。正是在这样的大背景下,业财融合模式开始被企业管理层所青睐,纷纷将业财融合模式引入企业财务管理当中,并使其在提升管理效率及经济利益方面发挥着积极的作用。同时,多数的企业开始将业财融合与财务价值相结合,通过实施业财融合,对财务价值进行再创造,为企业生产经营与决策提供了良好的运行空间。

真空干泵用屏蔽电机抗冲击持续带载能力评估与实验

针对真空泵在实际工作过程中,电机出现冲击载荷情况下持续带载能力无法合理利用的问题,对真空泵用屏蔽电机抗冲击持续带载能力进行了定量计算和实验分析。以一台5kW的屏蔽电机为例,根据真空泵实际工作运行时的冷却条件,利用有限元分析法对25℃和33℃两种冷却水温下电机额定运行时的稳态温度场进行计算,确定电机的最热点位置及最热点温度的安全裕量。通过设置过载转矩模拟冲击载荷,在不考虑电机动态特性的情况下,与电机最大转矩比较确定电机没有失速风险后,对电机过载状态下瞬态温度场进行计算得到电机在不同过载倍数下最热点的温升曲线,结合绝缘限制来定量计算电机在突加负载后的持续带载能力。通过对样机进行测试实验,将得到的测试结果和仿真结果进行对比分析表明,电机在额定运行时带载能力有待进一步发掘,在合理负载率的冲击载荷下仍可以在其允许的时间内安全连续运行。该研究对电机实际运行时过载能力的充分应用以及冲击载荷过大时电机保护装置操作时间的更精确确定提供了科学依据。

NdFeB基底温度对TiN防护膜耐腐蚀性的影响

在钕铁硼(NdFeB)稀土永磁体腐蚀防护过程中,针对基底温度对TiN防护膜防护效果影响较大的问题,采用磁控溅射技术在NdFeB永磁体表面沉积TiN防护膜,通过场发射扫描电镜(FESEM)、X射线衍射(XRD)、电化学检测及永磁无损检测等手段对样品进行表征,分析基底温度对TiN膜微观结构及腐蚀防护性能的影响.结果表明:基底温度对TiN薄膜性能影响较大,温度的升高有助于晶粒生长,TiN(111)晶面取向更加明显;腐蚀测试结果显示基底温度300℃时耐腐蚀性最强,但磁性能损失最大.基底温度在100℃时TiN膜层的耐腐蚀性能较强,磁性能损失较小,对基底具有最佳的防护效果.

真空干泵用屏蔽电机温度场仿真分析与试验

针对真空干泵用屏蔽电机在额定运行过程中温升过高导致绝缘老化,影响机组运行安全的问题,对1台4.5 kW真空干泵用水冷式屏蔽电机的水冷结构进行了设计,并进行了温度场仿真分析和试验。利用机械软件建立了屏蔽电机三维模型,借助有限元分析软件建立屏蔽电机温度场计算的仿真模型,设置热源激励和边界条件,获得了电机内各部件的温度场分布规律,并分析了冷却水流量、水道宽度、水道数及冷却水温对电机温升的影响;搭建试验平台进行温升试验,获得了从冷态起动到温升稳定过程中各部位温度,绘制温度随时间变化特征曲线。温度场分析与试验结果表明该电机设计合理,为后续的真空泵用屏蔽电机温度场分析及冷却系统的选择提供了一定的参考依据。

中国高端真空泵驱动电机及控制技术的现状和发展

真空泵作为真空获得的重要设备,在电子芯片、大规模集成电路、精细化工、生物制药、光伏产业等领域受到了广泛关注及应用,其性能指标很大程度取决于驱动电机及其控制技术。介绍了真空泵驱动电机的基本种类与工作原理,总结了共性规律和个性特点,对其拓扑结构、冷却方式和智能控制等关键技术进行综述,分析了真空泵驱动电机在特殊工况条件下的控制策略问题。最后,对真空泵驱动电机及其控制系统的主要研究方向进行了展望。

化工泵用新型复合鼠笼结构屏蔽电机驱动性能及多物理场分析

化工泵用屏蔽电机是化工泵的主要动力源,具有运行可靠、无介质泄漏等优点,因而对其运行性能及多物理场分布情况进行分析十分重要。设计了一种用于化工泵用屏蔽电机的新型复合鼠笼结构,通过商业场路耦合时步有限元软件确定电机尺寸,并对其驱动性能进行了分析。基于流固耦合思路,对比分析了新型复合鼠笼结构以及常规纯铜鼠笼电机的三维温度场分布和应力场分布,通过试验和解析计算,验证了所设计的化工泵用屏蔽电机新型复合鼠笼结构及电机方案的合理性和可行性。在基本确保力能指标的前提下,其起动转矩倍数提高了2.6%,起动电流倍数减小了2.2%,绕组端部温度降低了3.18℃,电机质量和成本均有所降低。

钕铁硼时效处理真空炉结构与料盒摆放优化研究

为提升用于钕铁硼时效处理的真空热处理炉在冷却阶段的冷却效率,采用FLUENT软件对气体流场进行数值模拟,对比了料盒摆放方式、料盒间隙、进气口列数、出气口个数与尺寸等对心部料盒周围平均风速的影响。结果表明:错位摆放利于提高心部料盒侧面风速的均匀性;增加料盒间隙可提高平均风速,但综合考虑物料体积比,在轴径向错位且料盒间隙为20mm时,具有较优平均风速;进风口列数为13,且中间增加一个尺寸为110 mm×110 mm的出风口时,平均风速较大;在中间位置加设出风口可改善出口附近涡流区的形成。

铝诱导法制备多晶硅薄膜的膜层间结合力影响机制

目的分析铝诱导法制备多晶硅薄膜层间结合力大小的影响机制。方法采用磁控溅射分别制备Al/α-Si复合薄膜以及Al_(2)O_(3)/α-Si复合薄膜,使用划痕仪获取两样品膜层结合力,并进行对比。采用第一性原理计算,从原子间作用力的微观角度,分析Si原子在Al层和Al_(2)O_(3)层的最佳吸附位置、吸附过程中的电子转移情况以及电子态密度图。结果 Si附着于Al层的临界载荷高于Si附着于Al_(2)O_(3)层的临界载荷。Si在Al(001)表面的最佳吸附位点为位点2,在Al_(2)O_(3)(001)表面未发现最佳吸附点。Si在Al_(2)O_(3)(001)表面的不同吸附点位下的电子得失情况不同,Si吸附Al_(2)O_(3)层的效果弱于其吸附于Al层的效果。在Si吸附于Al层的过程中,Si/Al界面层存在着Al─Si金属键的连接作用,Si原子的3p轨道电子和Al原子的3s、3p轨道电子起到吸附作用,吸附后,Si原子3p轨道电子的电子态数量增多,说明吸附过程中发生了电子的转移,膜层间形成了硅化物。在Al_(2)O_(3)层吸附Si原子的过程中,不同的吸附点位上,Si的得失电子情况不同,部分Si离子与Al_(2)O_(3)中的Al离子同时呈现出金属性,金属离子键的作用力降低了Si离子与O离子形成共价键的可能,降低了Al_(2)O_(3)吸附Si的能力。结论 Si吸附于Al层的过程中,与Al形成了硅化物,进而提高了膜层间结合力。加入Al_(2)O_(3)中间过渡层后,Si的金属性降低了与O形成共价键的可能,因此加入Al_(2)O_(3)中间层后,将会降低膜层间结合力。

单侧涡旋干式真空泵内气体流动的CFD模拟

本文建立了单侧涡旋干式真空泵流动区域的数值计算模型,并基于CFD通用软件ANSYS-CFX和动网格技术建立了干式涡旋真空泵内瞬态流动的仿真模型,分析了泵内的工作过程,及存在"欠压缩"和"过压缩"时涡旋干泵内热场分布。为进一步研究干式涡旋真空泵的理论和设计问题进行了有益的尝试。

硼酸镁晶须强化工程陶瓷的研究

简单的陶瓷材料会有很多缺陷,向基体中加入另外一种粉体或晶须制成复合材料是提高陶瓷材料的韧性和改善脆性的重要方法 ,实验采用晶须增强、增韧磷酸三钙工程陶瓷,使其能够改善基体材料的抗弯强度、孔隙率等。实验以磷酸三钙为基体,向其中加入不同含量的硼酸镁晶须,压制成型后在950℃与1000℃下进行烧结得到磷酸三钙陶瓷。对试样进行一系列的检测,测出不同含量硼酸镁晶须试样的孔隙率和抗弯强度。通过对不同抗弯强度的比较和分析,讨论硼酸镁晶须对试样抗弯强度的影响。根据孔隙率数据分析讨论晶须对孔隙率的影响。

形状因子对微观定向结构Cu-W复合材料触头的力学和电学性能的影响

设计了三种微观定向结构的Cu-W复合电触头材料,用差异显著的形状因子对其表征,研究了形状因子对其导电性能和力学性能的影响。基于有效介质方程(GEM)和导电通道理论并结合仿真计算,得到不同骨架结构复合材料的电流密度分布及其与形状因子的关系。结果表明,形状因子F越接近1导电通道越容易形成团簇,导电性能越好;基于Mises屈服准则计算力学性能,仿真分析了不同结构复合材料的形变特性,提出其力学性能与形状因子的关系,即随着形状因子圆形度的增大力传导微元的稳定性随之提高;形状因子的圆形度越大,力传导微元越不易发生变形,机械性能越好。根据Cu-W复合电触头材料的导电性能和力学特性,可进一步优化其综合性能。