电动车用永磁同步电机转子偏心对电磁力影响分析

针对电动车用永磁同步电机转子偏心问题,对偏心对电磁力的影响进行研究.通过解析法和有限元法建立电机偏心电磁力以及不平衡磁拉力模型,分析静动态偏心对电磁力的影响,得出静动态偏心会增加±1阶电磁力成分,并分别产生0Hz和f/p的不平衡磁拉力,且不平衡磁拉力成分随偏心率呈线性变化.这就为分析电动车用电机的振动和噪声激励源奠定了基础.     

永磁同步电机转子偏心磁场解析计算

为了快速准确计算两极平行充磁实心圆柱式永磁同步电机(SCPMSM)各种转子偏心参数下的磁场分布,提供研究转子偏心对电机性能影响的有效方法,利用子区域法和摄动法,在二维极坐标平面内建立了考虑定子齿槽效应时的SCPMSM转子偏心磁场解析模型;将求解场域划分为永磁体、气隙和定子槽3类子区域,分别用对应的控制函数来表达,各区域之间用边界条件连接,利用边界条件求出控制方程通解的各个谐波系数。根据摄动理论,将磁场的0阶分量和1阶分量叠加获得相应子域转子偏心磁场分布,利用麦克斯韦应力张量法计算了转子静态偏心以及动态偏心引起的不平衡磁拉力。以一台2极12槽平行充磁SCPMSM为例,将转子偏心磁场以及静态偏心和动态偏心不平衡磁拉力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。     

转子静态偏心开关磁阻电机径向力计算及补偿

推导了转子偏心时径向力计算模型,该模型考虑了磁饱和和边缘磁通,并与有限元计算结果进行了比较,验证了模型具有较高的实用价值.计算表明,转子偏心时径向力的大小与励磁电流和位置角的关系受磁饱和的影响呈非线性变化.偏心方向处气隙磁场饱和后,径向力会随着电流的增大而变小,当偏心反向处磁场亦饱和后,则转子受到的径向力合力趋近于O.针对转子偏心时作用在转轴上的较大径向力,提出了采用每极绕组独立控制,通过施加不对称电流法进行补偿,该方法理论上可使作用在转子上的不平衡力趋近于O.     

水轮发电机组轴系非线性电磁振动特性分析

根据不平衡磁拉力与转子偏心的非线性关系,把气隙磁导展开为傅里叶级数,推导出不平衡磁拉力的解析式,建立了水轮发电机组轴系非线性电磁振动的动力学模型和微分方程,并采用数值方法分析了不平衡磁拉力下转子系统的非线性动力学响应.仿真结果表明:发电机转子和水轮机转子随激磁电流变化存在周期1运动、周期7运动及复杂的拟周期运动等,其特征频率除主要在1倍频处外,还分别在1.2～1.5倍频和0.2～0.8倍频处存在大量的谐波分量;随着转子质量偏心的增大,转子系统的固有频率降低,发电机转子高频分量不断减小,水轮机转子低频谐波却不断增大.     

超磁致伸缩换能器几何非线性特性分析

针对超磁致伸缩材料存在的换能器碟簧非线性刚度特性,建立了具有碟簧刚度的平方和立方非线性特性的超磁致伸缩换能器复合非线性数学模型.应用多尺度法得到了超磁致伸缩换能器几何非线性振动系统响应的解析解和频响特性表达式.计算了其有无切削力两种情况下的数值解和解析解,并分析比较了其数值解和解析解的时域波形,同时得出了实际磁性参数下的频响关系曲线,分析了外界激励f值、压磁系数d33和磁导率μ3T3对频响关系式的影响.结果表明:数值解和解析解的时域波形基本一致,满足实际要求.外界激励f值、压磁系数d33和磁导率μ3T3对超磁致伸缩换能器的频响特性有明显影响,并且是研究换能器非线性刚度特性必须考虑的.     

水轮发电机定子铁芯的磁振动

本文研究水轮发电机定子磁势次谐波、转子偏心和气隙不对称三种原因引起的定子铁芯磁振动的特征和规律。提出利用“槽磁势矢量法”分析、计算由负载电流和因转子偏心引起的平衡电流产生的磁势次谐波幅值的方法,并对正常接法的电机导出简单的计算公式。文中提出次谐波振动模拟试验的方法,介绍了模拟试验结果,同时对我国某电站一台TS1350/138-96型水轮发电机的实测试验结果进行了分析。     

偏心圆柱形电容器电位的计算与分析

在保角变换的基础上利用分离变量法求出了偏心圆柱形电容器电位函数的解析解,并借助有限差分法和MATLAB编程对其电位分布进行数值求解,通过数值解与解析解的结果比较说明解析解是正确的,由此分析场域内等位线的分布也是正确的.因此,在计算与分 析过程中,把数值解与解析解两种方法结合起来,既可加深对场域中电位分布函数的理解,又可起到相互验证的作用.     

高梯度磁分离器方程解法的研究

本文讨论了高梯度磁分离器分离方程的解析解、初始保持的近似解、稳态解和数值解,对稳态解提出了反向波法予以修正,对数值解法提出了Treanor一四阶Taylor法并与实验结果进行了比较。     

电流非均匀分布对磁绝缘感应电压叠加器电子鞘层的影响

磁绝缘感应电压叠加器(MIVA)感应腔注入电流空间非均匀分布对次级磁绝缘电子鞘层和功率流传输产生影响.本文基于磁绝缘稳态二维层流模型,分析了电流非均匀分布对MIVA次级电子鞘层的影响规律.电流非均匀分布对磁绝缘电子鞘层影响较大,但对电荷质心和磁绝缘流阻抗影响较小.对于给定磁绝缘参数(线电压V_0=4.1 MV、最小阳极电流I_(amin)=132 kA),当阴极电流不均匀系数δ_c约35%时,电子鞘层不均匀系数ζ约79.4%,流阻抗减小了5.6%;当δ_c增大至69.5%时,电子鞘层偏心导致阴-阳间隙局部短路.在磁绝缘最小阳极电流I_(amin)相同时,线电压V_0越低,电流非均匀分布的影响程度越显著.当线电压V_0由4.2 MV降低至1.4 MV时,引发间隙局部短路的阴极电流不均匀系数由69.5%降低至35%.     

鼠笼型异步电动机转子故障在线检测

研究鼠笼型异步电动机转子断条故障和偏心故障的在线检测方法.通过对定子电流和轴磁通信号的频谱分析,可以得出,定子电流中的齿谐波分量可作为转子静态偏心的特征分量,轴磁通信号中的3sF1分量可作为转子断条故障的特征分量.设计了以单片机为核心的检测系统.实验结果证明了本方案的可行性.     

起重电磁铁的计算机辅助优化设计

本文提出一种起重电磁铁优化设计的计算机程序系统.由于优化设计采用了磁场模型,使计算准确性大为提高,也能使电磁铁导磁体部分的磁场均匀分布.磁场模型的采用必然要使计算工作量成倍增加,本文采用的恰当罚函数法寻优,有效地节省了搜索时间.系统由PLOT 10 IGL计算机绘图技术支持,能实现自动绘图.对软件包的考核证明,优化设计结果与现有工厂产品比较,经济技术指标均有明显提高.     

预应力高强度混凝土管桩钢筋断裂远场涡流法数值分析

针对管桩预应力钢筋断裂检测的难题,选取PHC450(95)管桩建立三维电磁场有限元模型,基于远场涡流检测原理分析激励线圈在管内外不同钢筋断裂工况下磁场信号的变化规律,探究合理的激励线圈、检测线圈布置方式和有效的磁场检测指标。结果表明:激励线圈在管内管外,磁感应强度径向分量、轴向分量的相位均可作为钢筋断裂的检测指标;激励线圈在管内,磁感应强度径向分量、轴向分量的幅值可检测是否有纵筋断裂;激励线圈、检测线圈靠近钢筋断裂环向位置才能检测到相对明显的磁场信号变化。可见,应用远场涡流法检测管桩钢筋断裂情况是可行的,为实际检测装备的研发工作奠定基础。     

MFA用旋转磁场的设计

本文围绕非晶态金属薄膜进行磁场热处理(MFA)时,所用旋转磁场的设计问题,对旋转场的各向同性与极面形状的关系,以及具有大工作气隙的交流磁路的设计方法作了初步探讨,并据此作了模拟实验。证明了只要极面选取以x-y平面为对称面,以 z 轴为旋转对称轴的对称形,且将励磁线圈以适当方式连接,则可在中心区域产生转速为3000rpm 的均匀圆偏振场,其强度设计采用求磁场和磁路计算相结合的方法也是可行的。该装置可直接利用市用三相电产生各向同性的磁场。它与机械转动装置配合可在较大的转速范围内对样品进行处理。文中通过分析也指出该装置难以产生很强的磁场。     

功能化高分子磁性载体对孔雀绿废水脱色处理的研究

研究了功能化高分子磁性载体对孔雀绿溶液的脱色的效果，实验表明:在pH=7，温度为45℃时，0.2g功能化高分子磁性载体经过8h对孔雀绿溶液的脱色处理，脱色率可达97％，接近活性炭的脱色效果；而且功能化高分子磁性载体在外加磁场下易于分离，有效地解决了传统的粉末脱色材料处理过程中存在的固液难以分离的问题，是一种很有开发应用前景的新型染料废水吸附剂.     

深槽鼠笼异步磁力联轴器瞬态气隙磁场有限元分析

为得到深槽式鼠笼异步磁力联轴器工作时的扭矩变化情况,对其瞬态气隙磁场进行了模拟研究.基于对磁力联轴器的瞬态理论分析,借助Ansoft对影响深槽式鼠笼异步磁力联轴器瞬态气隙磁场的主要因素:永磁体磁极数、永磁体厚度、气隙厚度、内转子槽数以及槽的长宽比(槽深与槽宽的比值)进行了二维和三维模拟分析,并通过试验验证了三维模拟分析的正确性.结果表明:在一定的外形尺寸条件下,取磁极数为14极,永磁体厚度为8 mm,槽数为24槽,槽的宽长比0.42时,输出转矩达到最优;在宽长比中槽深对转矩值的影响较为显著,当槽深为18 mm时,达到最大输出转矩.该结果对深槽式鼠笼异步磁力联轴器的进一步优化具有指导意义.     

方坯结晶器电磁制动的数值模拟

利用磁矢位积分方程和电磁流体力学(ＭＨＤ)的基本理论,给出了方坯结晶器内电磁制动的数学模型·磁场、流场和温度场的数值模拟表明,条形磁铁能形成均匀的磁场;与钢液流场速度方向相反的电磁力是电磁制动的直接原因;电磁力能有效地改变方坯结品器内的流场和温度场的分布,造成制动区域的下部呈现活塞流状态,并降低了结晶器内高温钢液区域的温度梯度·     

高梯度磁分离的特征及应用

系统地研究了高梯度磁分离过程的分离特征。随着磁场强度的增大,磁分离效率提高;在相同的磁场强度下,磁性强样不同的粒子分离效率具有显著的差异,弱磁性的粒子要在很强的磁场下才能得到分离;对于同种特质,颗粒大的粒子比颗粒小的粒子更易分离,含有铁、铜等金属氧化物的废水可通过高梯度磁分离器直接过滤进行处理,而通过加入“磁性种子”进行强化,高梯度磁分离技术可以有效地处理有机工业废水。     

磁场处理强化水溶液蒸发效能的研究

溶液经过磁处理后，结构发生变化，从而其物理及化学性质产生影响，本文研究了溶液（水及糖液等）经过磁场处理后其传热特性的变化，探讨磁处理过程的作用规律，为磁处理技术能够更好地应用提供必要的实验基础。     

磁场处理对蔗糖结晶过程作用的研究

本文以典型的有机工业结晶产品──蔗糖为研究对象，以新兴的磁场处理技术为手段，进行磁场处理对溶液结晶过程影响的基础理论研究。通过蔗糖单晶的静态试验和群品的动态试验，以及对精液某些特性的测量，发现适当的磁场处理能降低蔗糖的溶解度和糖液的粘度，并在某种程度上改变蔗糖晶体的内部结构，从而提高蔗糖晶体在糖液中的生长速率。展示了以磁处理技术强化工业溶液结晶过程的应用前景。     

磁场对抗磁性难溶电解质溶解度的影响

对３种难溶电解质饱和溶液电导率进行了测定,确定了外磁场对抗磁性难溶电解质溶解度的影响,从而解释了磁处理水防垢效应的机制。实验发现,难溶电解质的溶解度与外磁场的强度和磁作用时间有关,磁效应也与溶液的组成及浓度有关。撤去磁场后磁作用的效果至少能保持２ｈ．假定磁场能改变离子的极性,从而可增大３种难溶电解质的溶解度。