直流电磁泵在复杂铝铸件中的应用研究

电磁泵是生产高质量铝铸件最有效方法之一，国外已将该技术运用在大型复杂铝铸件生产中，而国内对此技术的研究还处于试制阶段．直流电磁泵的工作参数是电磁铁磁隙间的磁感应强度和流过液态金属的电流密度．本文通过对自主研制开发的直流电磁泵工艺参数静压头△P、流量Q与电极电流I关系的测定及工艺研究，表明在磁感应强度一定的情况下，静压头△P与电极电流I成线性关系；而流量Q与电极电流I成二次函数关系．结合车用发动机增压器叶轮复杂铝铸件结构特点，确定电磁泵充型低压铸造生产工艺，通过对铝铸件性能检测，结果表明该技术生产的复杂铝铸件综合力学性能良好．     

高密度磁记录系统中磁头稳定飞行状态研究

以IBM3370磁头为物理模型，建立了求磁头稳定飞行状态的优化模型采用Fletcher开关算法对磁头的稳定飞行状态参数进行优化求解，通过对计算结果的对比分析验证了文中所用优化算法的可靠性，最后采用该算法计算并研究了在保磁冰飞行状态稳定的条件下，磁头几何尺寸和预载力等参数对磁头飞行状态的影响规律，研究结果表明在磁头－磁盘系统的结构设计中可以选择磁头支承导轨宽度、前导角形状参数和预载力及其作用点位置坐标等几何结构参数作为优化设计变量，从而获得最佳磁头飞行特性，满足系统高记录密度的要求。     

电磁铁数学建模及仿真

为了更深入了解阀用电磁铁的磁链、电感随其他电磁参数的变化规律,通过数学模型和Ansoft仿真分析,研究了电磁铁的电磁特性曲线,为进一步对阀用电磁铁进行控制提供了理论基础。     

铸铁用直流电磁泵工作性能的研究

本文对直流传导式电磁泵铸铁浇注机电磁力的功及能量转换关系问题,通过金属流动过程的动力学方程推导出电磁参数、结构参数及流速间的关系式。并通过试验对该式的可靠性进行验证,为设计直流泵提供了依据。根据液态金属在泵沟内的流动特性,采用溢流和控制开始记时的起点等措施提高了定量精度。通过“移位法”对消除电枢反应提高泵的效率也收到一定效果。     

交流电磁铁的技术改造

在工业的电气设备和民用的家用电器中,很多都采用电磁铁作为主要部件,如：起重机、交流接触器、继电器、电磁阀、电磁吸盘等,由于直流电磁铁和交流电磁铁采用的电源不同,所以它们的特性就有所不同,即使额定电压相同的交、直流电磁铁也绝不能互相使用,因为交流电磁铁的铁心要采用硅钢片叠压用漆包制而成,在衔铁的磁极端面上嵌入铜制的短路环,以减少涡流损耗和吸合时的颤动。     

控制棒可动线圈电磁驱动机构电磁力增强机理

为了解释控制棒可动线圈电磁驱动机构加入永磁后电磁力增强的机理,对机构的电磁机理及分布进行了研究。利用Maxwell张量法及有限元分析技术,计算了加装永磁前后衔铁表面的电磁力的分布,分析了加装永磁前后磁密矢量和主气隙的磁通变化规律,并与传统螺管电磁铁进行了比较。分析得出,上永磁使磁密矢量方向向主气隙方向偏转,下永磁使衔铁内的磁通量增加,两者均增加了主气隙的磁通量,这是电磁力提高的主要原因。     

SCR尾气后处理系统高精度电磁计量泵设计与研究

针对SCR尾气后处理系统研制了一种的高精度电磁计量泵,介绍了其结构与工作原理。介于电磁泵是由机、电、磁、液强耦合的复杂系统,采用传统方法研究较为困难,因此运用AMESim对电磁泵进行了建模与仿真分析,得到了电磁泵的相关参数曲线,并进一步探究了电磁线圈匝数与复位弹簧刚度系数对电磁泵流量的影响。在仿真的基础上对电磁泵样机进行了大量的试验,并将试验与仿真结果进行了对比分析,研究结果表明:电磁泵整体性能良好,其响应特性、线性度、稳定性、精度等性能均能满足SCR系统需求。     

一种低速定子无铁芯AFPMSG的性能参数分析

针对永磁发电机电能质量低及永磁材料成本高的问题,研究了一种双外转子内定子无铁芯轴向磁通永磁发电机气隙磁密、电压调整率和电磁转矩波动的性能参数.阐述了发电机电磁结构及优点,借助三维有限元分析方法,优选一种"切饼"型磁极结构及关键参数.在综合考虑提高永磁材料利用率基础上,对比分析极弧系数、永磁体厚度和气隙长度等参数对所研究发电机性能的影响.磁极结构及参数优化表明,文中所研究的"切饼"型磁极结构功率密度最大,永磁体用量比梯形结构减小了11.5%,电压波形畸变率减少26.2%,提高了发电机性价比.样机的输出性能测试验证了该参数设计的正确性和有效性.     

电磁环境对电液比例变量泵性能的影响

 工程机械处于电磁环境中时,机电液控制系统中的电磁敏感元件容易受到电磁场的干扰,使机电液控制系统的输入输出发生变化,导致工程机械无法正常工作。根据某工程机械液压系统控制原理,针对电液比例变量泵的负荷传感控制和电比例调解的运行方式,分析液压系统的特点及影响系统性能的因素。比例电磁铁的非线性磁特性壳体材料在磁场环境下,材料内的磁场强度会发生变化。根据比例电磁铁的结构,左右输出端空气隙磁通量发生变化使输出力特性发生变化。通过对比例电磁铁磁路分析,确立了电磁环境下比例电磁铁的力学模型。比例电磁铁输出力的变化对负荷传感控制元件的作用将改变系统的输出性能。利用天线发射电磁波产生电磁场环境,通过测试某工程机械液压系统在电磁环境下的输出特性,来分析电磁场对比例电磁铁的影响变化。试验结果显示,在电磁场作用下比例电磁铁推力的变化与输入的电流不成比例,出现了偏差;机电液控制系统的控制性能变得不稳定,表明应提高机电液控制系统中电磁敏感元件的抗电磁干扰能力。     

基于整体式隔磁套电磁铁位移-力特性研究

为了减小尺寸,设计了新型整体式隔磁套的直流电磁铁,采用非导磁的不锈钢材料制作隔磁套兼线圈骨架,减少漏磁并简化结构.建立新型整体式隔磁套直流电磁铁磁场的数学模型,利用Ansoft 仿真软件研究了其位移-力特性曲线,探讨了衔铁凸台结构参数对位移-力特性的影响.在额定功率8 W的情况下,得到轴向工作气隙1.2 mm,额定初始吸力30 N的位移-力特性.在此基础上,通过实验验证了新型直流电磁铁位移-力特性的仿真分析结果.     

脉冲远场涡流检测中磁场抑制技术研究

通过传感器结构的合理设计,脉冲远场涡流可用于飞机机身非磁性金属结构中缺陷的检测,但是,传统远场涡流信号微弱,检测灵敏度不高,因此,如何实现对远场涡流的磁场抑制与信号增强,从而改进和提高其检测能力是一个关键问题。本文从抑制远场涡流磁场直接耦合分量的角度出发,仿真设计了带有不同屏蔽结构的传感器模型,分析了不同材料的屏蔽效果,比较了不同模型的缺陷检测灵敏度以及对大厚度平板的检测能力。研究结果表明,基于高导磁材料屏蔽盘的连通磁路传感器对直接耦合分量具有较好的抑制作用,可以缩短过渡区,拉近激励与检测线圈间的距离,提高缺陷的检测灵敏度,其对非磁性平板的检测厚度可扩展至25mm。     

轴向磁场作用下平均Taylor涡对湍流脉动的影响

采用基于高精度电流守恒格式的直接数值模拟方法，对轴向磁场作用下导电流体的湍流Taylor-Couette流动进行计算.在等电势边界条件的同心圆筒中，磁场与感生电流引起的反向周向速度分布、以及其对平均流动的影响被揭示出来.采用两种不同的湍流流场平均方法，将湍流中的全部脉动划分为平均流动(Taylor涡)的贡献和湍流的贡献.通过计算不同磁场强度下的湍动能的分布，对比分析轴向磁场对平均Taylor涡流和湍流两种贡献方式的影响.     

选择电磁搅拌器电源频率的判据

通过分析连续铸钢电磁搅拌过程中由于涡流产生的磁集肤现象,推导出在某些特定条件下的涡流方程,以此引出电磁波传播过程的衰减常数k_1及透入深度h的表达式。通过模拟实验,对透入深度与电源频率的关系与搅拌区域内的液态金属的运动状态予以分析和讨论,为连铸生产中选用电磁搅拌器的电源频率提供了有价值的参考。     

基于力磁耦合的金属磁记忆检测机理与仿真

针对金属磁记忆检测技术目前尚不能对微观缺陷进行定量检测的问题,在分析基于力磁耦合的金属磁记忆检测机理的基础上,利用Jiles力磁耦合准则及宛福德的磁性物理学,推导出了磁导率与应力之间的数值关系,并通过ANSYS有限元仿真软件建立了二维力磁耦合模型,研究了微观缺陷深度和宽度对构件表面空间中磁记忆信号的影响规律。仿真结果表明：通过提取磁记忆信号法向分量峰峰值之间的间距可以对微观缺陷的宽度进行定量,提取磁记忆信号法向分量的峰值可以对微观缺陷的深度进行定量。     

喷流式感应体熔沟内金属熔体流动数值仿真

基于电磁流体力学和电磁感应现象,对喷流式感应体熔沟内金属熔体的电磁场和流场进行数值模拟,并进行试验验证.结果表明,在熔沟旋转磁场作用下,金属熔体存在沿熔沟轴线的流动及熔沟进出口处二次环流;金属熔体表面磁感应强度与电流频率成反比,与输入电压成正比;金属熔体所受到电磁力最大值与磁感应强度的平方成正比,与频率成反比;金属熔体沿熔沟轴线流动的平均流速与磁感应强度成正比,与金属熔体密度平方根成反比.     

静磁场作用下结晶器内金属射流行为的数值模拟

利用ANSYS CFX软件,数值模拟了在静磁场作用下连铸结晶器内的水口出流的金属射流行为,通过分析其形态变化,考察了不同参数下液面波动F数的变化规律以及金属射流的扩张对结晶器壁面的冲刷强度的影响规律.模拟结果表明:水口出流射流具有扩张特性,在静磁场作用下,随着磁感应强度的增大,F数增大,金属射流扩张程度增加,且对结晶器宽面冲刷强度增加;随着板坯厚度的增大,F数增大,金属射流扩张程度增加,且对结晶器宽面冲刷强度减小;随着射流角度的增加,F数减小,对结晶器宽面冲刷加剧;对于电磁制动板坯连铸,不能单纯以F数作为控制指标,应充分考虑射流扩张对结晶器壁面冲击的影响,不同板坯厚度和水口射流角度应有适宜的控制参数.     

脉冲远场涡流检测中磁场抑制技术

脉冲远场涡流用于飞机机身金属结构中缺陷的检测时,由于信号微弱,检测灵敏度往往不高,因此,如何实现对远场涡流的磁场抑制与信号增强,从而改进和提高其检测能力是一个关键问题。从抑制远场涡流磁场直接耦合分量的角度出发,仿真设计了带有不同屏蔽结构的传感器模型,分析了不同材料的屏蔽效果,比较了不同模型的缺陷检测灵敏度以及对大厚度平板的检测能力。研究结果表明:基于高导磁材料屏蔽盘的连通磁路传感器对直接耦合分量具有较好的抑制作用,可以拉近激励与检测线圈间的距离,提高缺陷的检测灵敏度,其对非磁性平板的检测厚度可扩展至25mm。     

基于外磁场耦合的血泵驱动系统

基于横向旋转磁场的耦合原理,提出轴流式血泵外磁场驱动系统方案,设计一种泵机分离的结构。采用等效电流法建立了永磁体等效物理模型,计算血泵驱动系统的主动轮和从动轮之间的距离、相对转角以及磁极对数对血泵传动扭矩的影响。研究结果表明：在生理范围内,即主动轮与从动轮的安装距离小于60mm,设计的永磁体输出的扭矩大于血泵需要的扭矩（6.4N-mm）,能够满足血泵的驱动要求。主动轮与从动轮的磁极对数是影响血泵系统性能的关键参数,主动轮与从动轮磁极对数越少,传动扭矩越大,但是扭矩波动也大;主动轮的磁极对数大于从动轮的磁极对数,驱动系统传动平稳,对控制有利。     

应用霍尔传感器测量无源磁浮心脏泵转子位置

无源磁浮叶轮血泵采用一种新颖的、具有径向轴承功能和轴向弹簧功能的永磁轴承，并能结合液动力实现血泵转子稳定悬浮．无源磁浮叶轮血泵不仅保持了旋转血泵的优点，而且消除血泵内机械磨损，减少血栓和溶血的形成．作者利用实验室自制血泵转子位置测量系统，根据霍尔传感器采集的转子位置信息，定性分析了转子位置及流量、进出口压力差对转子悬浮稳定性的影响。实验结果显示：转子在旋转时与定子脱离，且磁浮稳定性不受血泵流量、进出口压差的影响；转子在静止时与定子随机接触．     

磁力泵流量与出口压力关系实验研究

为实现定常流系统在无流量计情况下磁力泵的流量检测,设计了测量磁力泵驱动电压和出口压力与流量关系的系列实验,将数据用Matlab拟合,建立了磁力泵驱动电压、出口压力与流量的拟合公式。基于该拟合公式,在定常流系统中,可通过设定磁力泵驱动电压、测量磁力泵出口压力,计算出磁力泵输出流量值且准确度较高。该方法已运用于实际的定常流实验系统中并运行良好。