球笼式万向联轴器试验设计与性能分析

实际使用过程中发现:转速、摆角、扭矩是导致球笼式同步万向联轴器本体发热量过大、寿命降低的主要原因.本文采用正交试验法对球笼式同步万向联轴器的性能进行测试,利用极差分析法对正交试验结果进行分析.结果表明对球笼本体发热量大小的影响程度依次是转速、摆角、扭矩,最后对球笼式万向联轴器的设计提出了建议.     

球笼式同步万向联轴器中摩擦对钢球转动的影响

对球笼式同步万向联器中钢球的受力及钢球的运动状态做了较为详细的分析，结果表明钢球在球笼中的相对转动角速度较小，此结果可为球笼式同步万向联轴器滑动率计算和强度设计提供理论依据。     

新型万向联轴器同步条件的研究

本文对以钢球来传递运动的这类万向联轴器的同步条件进行了研究,导出当输入输出两轴线相交时的同步条件的表达式,论证了两轴在空间交错时不存在同步条件,并以球笼联轴器和三叉式联轴器为实例进行说明。本项研究可为今后研制新型同步万向联轴器提供理论根据。     

鼠笼转子异步磁力联轴器磁场的有限元瞬态分析

为了获得鼠笼转子异步磁力联轴器负载运行时的状态,运用Ansoft公司开发的Maxwell 2D软件对其进行有限元瞬态分析,得到磁力联轴器瞬态磁力线、涡流密度分布以及扭矩.分析表明磁力联轴器内外转子的转速差改变了磁场分布,且使得内转子导条上产生较大的涡流,同时能够平稳地输出扭矩.对分析结论进行了试验验证,得出用Maxwell 2D进行瞬态分析获得的扭矩值精确度为70%～85%,且可以利用端部系数和摩擦系数进行修正.结果表明,运用Maxwell 2D对磁力联轴器进行瞬态分析具有可行性和实用性.     

三叉杆滑块式万向联轴器的内球运动仿真分析

利用机械系统动力学软件ADAMS对三叉杆滑块式万向联轴器进行了运动学仿真,得到了其内球部分许多可视化的数据结果及运动规律,为此种联轴器的进一步开发提供了基础.     

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.     

3800mm宽厚板轧机主传动滑块式万向联轴器断裂原因分析与改进设计

以轧机所受冲击峰值扭矩载荷谱作为疲劳设计负荷,采用系统有限单元法,将滑块式万向联轴器作为一个系统整体进行分析,并对比其断口截面特征。结果表明,原滑块式万向联轴器扁头根部过渡圆弧处疲劳强度不足是扁头发生断裂的主要原因。对原结构进行改进设计,设计后其扁头根部过渡圆弧处最大主应力降低了12.94%,疲劳寿命增加了3.8倍,同时叉头仍保持了足够的疲劳强度。     

液压蓄能式风力机组并网转速解耦优化控制

针对在风速、同步发电机负载变化情况下,液压蓄能式风力机组并网转速控制问题,提出一种新型并网转速控制方法——解耦广义预测优化控制方法（Decoupled Generalized Predictive Optimization Control, DGPOC）.首先,DGPOC利用基于广义预测的前馈解耦方法解除变量马达摆角和蓄能器比例阀开度之间的耦合关系,进而调节蓄能器比例阀,依靠蓄能器吸收波动流量,同步调节变量马达摆角实现恒转速控制,解决因风速、同步发电机负载变化引起的变量马达转速波动问题; 其次,将蓄能器比例阀的能量损耗作为性能约束项,加入到优化目标函数中,求取最优控制量,从而提高液压蓄能式风力机组风能利用率; 最后,利用建立的MATLAB-AMESim联合仿真实验平台验证DGPOC方法的有效性.实验结果表明： DGPOC方法不仅可以实现变量马达摆角和蓄能器比例阀开度两个变量的解耦,提升变量马达转速控制的快速性及鲁棒性,而且能够降低系统的能量损耗.     

球笼式等速万向节圆周间隙分析

针对球笼式等速万向节的结构与运动形式，建立了椭圆沟道截面圆周间隙的空间立体模型，推导了圆周间隙角θ在任意摆角和转角条件下的计算公式，使用Matlab软件研究了θ随摆角和转角变化的规律.结果表明：θ与椭圆沟道长、短半轴、钢球半径、钢球回转半径、偏心距、摆角以及转角有关，θ的6次波动是导致汽车行驶过程中振动和噪声的主要原因.     

十字轴接触疲劳强度分析

本文根据某厂φ100无缝自动轧管机纽穿孔机所使用的某型十字轴式万向联轴器的实物电测、电算的结果,确认轧机上、下轴间的扭矩是不同的,并用接触应力的疲劳强度加以校核。文中考虑了滚柱与十字轴的接触应力分布的非均匀性,对十字轴的弯曲应力、轴间平面折角、空间夹角和摩擦力等的存在,及其对十字轴的疲劳强度的影响进行了计算分析,较好地解释了十字轴轴颈的点蚀、剥落现象,对今后的十字轴式万向联轴器的设计提供了参考。     

一种改进的提升机同步电机直接转矩控制

为克服提升机同步电机传统直接转矩控制存在的转矩、转速、磁链脉动大等缺陷,提出一种改进的同步电机直接转矩控制方法。设计基于神经网络的定子磁链观测器和基于模糊控制的逆变器状态开关选择器,利用人工鱼群-粒子群混合算法优化神经网络结构参数,应用转矩、磁链误差以及磁链位置角的模糊分级实现逆变器开关分级控制。仿真及试验结果表明,所设计的控制策略与传统直接转矩控制相比,转矩、转速、磁链动态响应速度快、响应脉动小,能更好地满足提升机的运行要求。     

扩展卡尔曼滤波器在永磁同步电机控制中的应用

研究了一种针对内永磁同步电机（IPMSM）动态系统的非线性、时变及实时噪声干扰特点进行精确参数估计的扩展卡尔曼滤波观测器．由于内永磁同步电机q轴电感大于d轴电感，为了保证电磁转矩和负载角变化趋势一致，必须使定子磁链给定幅值限制在一定范围内．鉴于系统暂态和稳态运行的要求不同，为达到最优控制，采用控制定子磁链给定幅值以达到最大转矩／磁链（MPTF）的直接转矩控制算法对定子磁链给定幅值进行控制．仿真结果表明采用此算法可极大地提高IPMSM调速系统的运行效率．运用该方法的电机调速范围广并且在低速区运行良好．     

基于前馈补偿器的无轴承同步磁阻电机解耦控制

建立了无轴承同步磁阻电机径向悬浮力及转矩部分的数学模型,其电磁转矩和径向悬浮力之间以及径向悬浮力自身在两轴方向上存在相互耦合.针对无轴承同步磁阻电机的强耦合、非线性特性,采用磁场定向控制难以直接进行解耦控制,采用基于前馈补偿器的解耦控制策略,成功解除了上述变量间的耦合关系.采用前馈补偿解耦得到的控制系统结构简单,实现方便.仿真研究表明,该解耦方法可实现无轴承同步磁阻电机稳定悬浮运行,能实现上述变量间的完全动态解耦,同时电机具有较好的转矩和调速性能.     

同步磁阻电机直接转矩稳定控制研究

传统同步磁阻电机控制方法需解耦控制,实现过程复杂,且在低速范围内无法保证电机的稳定性。为此,针对低速范围环境,提出一种新的同步磁阻电机直接转矩稳定控制方法。建立同步磁阻电机数学模型和转子的机械运动方程。对电机端电压与电流进行测量,采用坐标变换,将其转换至两相静止坐标系,求出定子磁链、电磁转矩以及转速。将得到的定子磁链与转矩和既定值相比,通过查表确定适宜的电压空间矢量,完成同步磁阻电机直接转矩稳定控制。在低速范围内将扇区分成正负两个对等部分,施加不同电压矢量,从而获取新的电压矢量选择表,保证控制稳定性。实验结果表明,所提方法能够优化低速范围内电流畸变与平均转矩脉动大的弊端;在加速与转速突变状态下,可快速平稳地变化;磁链幅值与转矩值稳定。     

双定子永磁同步电机齿槽转矩削弱方法

为了有效降低双定子永磁同步电机的齿槽转矩,用改变内外定子相对位置的方法使内外定子齿槽转矩形成一定的相位差.针对双定子永磁同步电机,推导了内外定子及其合成齿槽转矩的解析表达式,分析了内外定子相对位置变化对合成齿槽转矩的影响规律,着重研究了合成齿槽转矩幅值与内外定子相对位置的关系,最后用有限元方法进行了仿真验证.研究表明,双定子永磁同步电机的合成齿槽转矩幅值随内外定子相对位置呈余弦变化,周期与电机极数和定子槽数的最小公倍数有关.选择合适的内外定子相对位置,可有效地削弱齿槽转矩.     

微型滚珠丝杠副摩擦力矩模型的建立与实验验证

为了可以快速且准确地预测微型滚珠丝杠副的能量损耗与温升速率,建立了新的摩擦力矩模型.首先基于微型滚珠丝杠副的摩擦机理,利用力与力矩平衡的方法求得滚珠与滚道接触界面间的摩擦力,该方法比通过对接触区域上的切应力积分求解摩擦力的方法更简单方便,易于编程实现;其次考虑自旋滑动摩擦及螺旋升角的影响,推导出微型滚珠丝杠副的摩擦力矩...     

稀土永磁同步电动机起动性能分析

从稀土永磁同步电动机的基本电磁关系出发，定性分析起动过程中定子和转子不同频率电流分量及其旋转磁场的相互作用，对起主要作用的异步起动转矩和发电制动转矩进行了深入研究，采用相量法和迭加原理求得表征起动性能的转矩－转差率曲线，并同实测结果进行了对比．     

步进同步机的矩角直接控制

本文分析了步进同步机的离散磁场,提出了步进同步机矩角直接控制的方法.采用8098单片机实现矩角直接控制系统,是一种新的位置控制系统.