轮毂电机嵌入式电磁离合器优化与动态分析

为了实现微型电动车轮毂电机设计小尺度化提高驻车制动灵敏性提出了一种嵌入式电磁离合器失电制动的新结构并进行了优化和动态分析。基于遗传算法对该电磁离合器结构参数、电磁吸力进行了优化分析优化得到的吸力比优化前的吸力增加了27.6 N;基于有限元方法对该电磁离合器的磁场分布、电流和电磁吸力、衔铁位移随时间变化等动态特性进行了精确计算分析。结果表明采用轮毂电机嵌入式电磁离合器的电磁吸力和动态响应时间能够满足微型电动车驻车制动要求。     

气动电磁阀电磁吸力的研究

本文对性能起重要影响的电磁阀电磁吸力特性进行了理论分析和实验研究,提出了电磁吸力与负载特性应有合理的匹配关系,介绍了应用网络图论法计算螺管式小气隙电磁铁的电磁吸力,这种算法比常规算法有较高的计算精度,文章还介绍了测试电磁吸力的1种测试装置。以北京理工大学研制的气动电磁阀为研究对象,静态电磁吸力的实测值和理论计算值基本是一致的。根据研究结果,对电磁阀的原始设计提出了改进意见。     

铜管外壁整体式三维翅片复合加工成形机理

通过对滚压-犁切-挤压复合方法加工三维整体翅成形的试验研究, 重点分析了整体式三维翅片的成形特征、条件和成翅机理. 当滚压深度ar和犁切-挤压深度ap为0.2 mm, 转速nr为50 rpm, 进给速度 f 为0.16 mm/r, 在外径Φ=16 mm, 壁厚t=1.5 mm的紫铜管外表面得到翅高为0.25 mm的三维翅片. 进一步研究分析表明, ar和nr、f和ap之间存在着相互匹配的关系, 随着加工参数变化得到了两种不同的结构: 一种为V型槽与U型槽混合结构; 另一种为单一V型槽结构. 对滚压加工与犁切-挤压加工相互影响规律进行了分析, 当滚压加工和犁切-挤压加工都成单一V型槽结构时实现了整体式三维外翅片滚压-犁切-挤压一次成形.     

磁阻式电磁离合器的基本原理

针对一种磁阻式电磁离合器,结合磁阻式电机分析了它的基本结构和原理。采用分析电机常用的磁路法计算该电磁离合器的传动力矩．得到了离合器的基本计算公式。并使用AnsoftMaxwell软件建立3D模型,通过仿真分析得到离合器的传动力矩,验证公式计算法的准确性。这种磁阻式电磁离合器传动力矩大,损耗小,运行可靠。     

继电器电磁机构结构参数对磁吸力的影响

在对继电器电磁机构磁吸力理论分析基础上,采用ANSYS软件建立电磁机构有限元模型,仿真分析继电器电磁机构衔铁面积、线圈匝数及气隙厚度结构参数变化对电磁机构磁吸力的影响。仿真结果表明:衔铁面积大小变化与磁吸力呈线性关系变化;安匝数、气隙厚度与磁吸力呈非线性关系变化。理论值和仿真值的相对误差为020％～714％,验证了仿真结果的正确性。     

直线电机电磁机构中磁场与电磁力的有限元分析

本文采用有限元数值计算方法对直线电机电磁机构部分进行磁场计算，阐述磁场的分布状况，并在此基础上，计算直线电机的电磁吸力，对磁场计算与磁路计算作了比较分析。     

旋转对称金属目标上凹槽中填充材料对电磁散射影响的分析

利用各向异性时域有限差分法(FDTD)分析填充不同介质凹槽的金属目标的电磁散射。就具有旋转对称特性的典型目标模型,详细计算分析了在凹槽中填充不同材料对其电磁散射特性的影响,计算结果显示在目标的特定部位上开适当宽度和深度的槽并填充负单轴各向异性介质能显著降低目标的后向雷达散射截面(RCS)。     

电磁滑差离合器

本文对电磁滑差离合器的应用范围,几种结构型式及其作用原理作了介绍和阐明.论述了显极式离合器电枢反应的计算,电流和电势的椭圆轨迹以及功率、转矩等的计算.利用马克斯威尔微分方程对实心电枢离合器进行了理论分析,得出一整套作为设计基础的公式.文中对极数的合理选用,在不同型式的离合器中影响最大转矩,临界滑差的各种因素作了论证.论述了离合器主要尺寸的确定,电磁负荷及其他参数的选用,磁路系统的选择和机械特性的计算,最后附有试验数据的图表.试制产品经过鉴定符合设计要求.     

轮毂电机嵌入式电磁驻车制动设计与仿真

根据电磁理论和电磁制动器的工作原理,设计了一种能耗低、嵌入式轮毂电机内部的电磁断电制动新型结构,并且提出了分析计算方法。对电磁制动器进行了磁路分析,建立了数学模型。通过Ansoft软件建立了三维有限元模型,对电磁制动器的电磁性能和工作特性进行分析,并对电磁制动器工作过程进行动态仿真研究。分析了电磁制动器内部复杂的磁场强度分布和电密分布等,得到了激励绕组电流、电磁力与工作气隙以及衔铁位移等变化曲线。电磁吸力的实验结果与仿真计算结果一致,表明电磁有限元方法分析电磁制动器的电磁性能是准确可靠的,能满足电动代步车驻车制动系统的灵敏性、可靠性和特殊要求。     

基于电磁作用增强列车黏着力的研究

针对高速列车在进一步发展过程中面临的轮轨黏着力不足的问题,基于电磁作用原理,提出一种电磁增压装置,利用电磁线圈在车轮和钢轨之间产生吸力,增加列车黏着力。首先建立电磁增压装置基本结构模型,进行电磁吸力计算,仿真分析研究列车速度、励磁电流、缠绕线圈形状和匝数分布、线圈距轨面高度等对电磁吸力的影响。研制了电磁试验装置对模型进行试验,验证了电磁场仿真结果的准确性,得到电磁吸力随速度、电流、线圈距轨面高度、线圈形状变化的规律。结果表明电磁增压装置能满足不同速度阶段的增加黏着力需求,并在需要时可对车轮添加反向励磁电流进行消磁。研究表明通过合理调节励磁电流大小可实现对转向架各车轮电磁吸力的稳定控制,可有效改善列车运行平稳性,提高列车运行的安全性。     

5MW直驱永磁风力发电机的电磁设计与计算

5 MW直驱永磁风力发电机为大容量永磁发电机,在进行电磁设计时需考虑到其独特性.阐述了该电机主要尺寸、极槽数和永磁体尺寸的确定方法,同时给出了主要电磁参数的磁路法计算结果.由于磁路计算无法得到电机的准确运行参数和运行特性,对电机进行了电磁场有限元计算,并论述了不同运行情况时的计算方法.有限元计算结果表明电机电磁设计合理,电磁性能满足额定要求.     

含辅助槽轴向永磁电机的电磁力波分析及抑制

为了有效抑制轴向永磁电机的主要电磁力波,针对2类主要电磁力波来源不同的轴向永磁电机,通过解析的方法推导出可以有效削弱其主要电磁力波的定子齿辅助槽位置规律;将该辅助槽位置规律应用到16极24槽和30极27槽2款主要电磁力波来源不同的轴向永磁电机,分别分析了定子齿辅助槽宽度和深度对主要电磁力波的影响;通过有限元法计算了这2款轴向永磁电机在定子齿添加辅助槽前后的电磁噪声及转矩特性,结果表明,2款轴向永磁电机的主要电磁力波幅值分别下降了38%和76%,电磁噪声均降低了3dB以上,同时,电机输出性能的降幅在3%以内。     

U形切槽梁的应力集中系数及材料测试新方法

用有限元分析得到单边U形切槽梁纯弯曲的应力集中系数,该应力集中系数随切槽宽度增加而急剧减小;随切槽深度增加先增加而后减小,最大值发生在切槽深度与梁高之比α=a/h=0.2附近,改进和扩展了现有应力集中系数手册中的有关数据.另外对U形切槽梁承受三点弯曲的应力集中系数在深切槽段即无量纲化切槽深度α=0.8～1.0也补充了相应数据.基于利用本文得到的U形切槽梁应力集中系数值,提出采用变化切槽根部圆角半径的纯弯曲或三点弯曲U形切槽梁,同时测试准脆性材料拉伸强度σt和断裂韧度KIC的一种新方法.     

车用电磁耦合式飞轮储能装置的性能

鉴于电磁转差离合器动力传递零摩擦、无冲击及可调速等优点,提出了一种新型飞轮储能结构-电磁耦合式飞轮储能系统。文中阐述了减速状态(制动或滑行)下,装有飞轮储能装置汽车的能量转换路线;设计电磁转差离合器双闭环控制器,实现磁极轴转速的快速响应。基于Simulink软件定量分析制动过程中电磁耦合式飞轮储能装置的能量回收效率及其影响因素,并搭建模拟运行试验平台,验证电磁转差离合器无级调速对能量回收效率的影响。结果表明:不同制动初速度下飞轮储能装置能量回收效率稳定在33.6%,Simulink模型中电磁耦合式飞轮储能装置及控制器是合理的;电磁转差离合器调速时,能量回收效率可达到最高。     

增强型三线圈电磁斥力机构的运动特性分析

为进一步优化高压直流断路器的刚分速度和始动时间,改善电磁斥力机构的运动特性,本文提出增加电磁吸力作为驱动力的增强型三线圈电磁斥力机构,采用运动学、瞬态电磁场以及电路理论进行数学模型耦合分析,运用有限元分析软件建立二维模型,求解其运动特性,最后通过仿真试验进行验证。首先,本文分析了不同参数对其运动特性的影响,其次,分析了合闸线圈介入时刻对其运动特性的影响,最后,对比分析了增强型三线圈模型与双线圈模型的运动特性差异。结果表明：增加电容容值和电容电压可以缩短行程时间,提高刚分速度,且三个线圈中改变运动线圈驱动电路参数的优化效果最佳;适当增加线圈匝数和截面宽度可以增大电磁驱动力,缩短始动时间;从0时刻介入可以最大限度提高机构的运动速度;同参数条件下,三线圈模型可在2ms内完成25mm行程,对应的双线圈模型在2ms内只能完成16mm行程。     

多裂纹结构剩余强度的均匀设计研究

多部位损伤会造成工程结构剩余强度的大幅下降。为了更好地探索不同因素对工程结构剩余强度的影响能力,以均匀设计的实验设计和有限元分析方法,探索了连通距离、宽度和深度等三个因素对于结构剩余强度的影响,并用非线性拟合得到经验公式。研究结果表明:连通距离在10~20 mm范围内,剩余强度与连通距离成线性关系,在裂纹宽度10 mm、裂纹深度0.75 mm、连通距离从10 mm增大到20 mm时,剩余强度从352.8 MPa增加到388.6 MPa;剩余强度与裂纹宽度在5~10mm的范围内成线性关系,在连通距离20 mm、裂纹深度0.75 mm、裂纹宽度从5 mm增加到10 mm的过程中,剩余强度从360.8 MPa增加到388.6 MPa;剩余强度与裂纹深度成四次多项式关系,裂纹深度从0.25 mm增加到0.75 mm的过程中,剩余强度的降幅大于40 MPa,其影响能力明显大于前两者。研究结果对于工程结构剩余强度的评估提供了有价值的参考。     

汽车空调压缩机用电磁离合器动态特性试验台的设计

为改变电磁离合器性能试验依靠"手动、眼看、笔记"的传统方法,提高试验精度,运用计算机控制技术、虚拟仪器技术及相关设备,设计了汽车空调压缩机用电磁离合器动态特性试验台.阐述了试验台的总体结构,从硬件和软件两个方面介绍试验台计算机测控系统的工作原理.设计系统可以在不同转速谱、不同载荷谱、不同离合频率谱下测试电磁离合器的动态特性,对试验过程中电磁离合器的性能参数进行采集、显示、存储和分析.通过试验证明,试验台系统性能工作稳定、运行性能良好,满足相关标准的要求.     

径向电磁离合器

一种新型结构的电磁离合器 ,可替代电磁联轴器。文中对这种离合器的工作原理、结构设计、参数选取和传动扭矩作了分析并给出了一种结构型式。试验样机证实了其工作原理的正确     

飞秒激光在蓝宝石晶体表面加工微细结构的实验研究

由于蓝宝石晶体具有很高的硬度和耐磨蚀性,很难进行机械和化学腐蚀加工。笔者利用波长780 nm、频率1 kHz和脉冲宽度164 fs的飞秒脉冲激光在蓝宝石晶体表面进行了微细结构加工的实验研究。采用飞秒激光静态照射蓝宝石晶体表面,通过飞秒激光烧蚀孔的直径和脉冲能量的关系,计算了飞秒激光烧蚀蓝宝石晶体的两种烧蚀状态下的烧蚀阈值和有效烧蚀半径。通过直线扫描实验,在不同实验条件下在蓝宝石晶体表面加工微槽,获得微槽的宽度和深度与飞秒激光主要参数之间的关系。研究结果表明,微槽的加工表面可通过增加扫描次数而得到明显的提高,且扫描次数的增加对微槽的宽度和深度基本无影响。利用聚焦的飞秒激光束沿着轨迹扫描,在蓝宝石晶体表面加工出比较清洁的微小结构,可以为实现微结构的精密加工提供指导。     

基于多传感器数据融合的电磁起重机控制算法与仿真分析

对电磁起重机的磁路与电磁吸力进行了仿真分析;对电磁起重机吊运物体的电磁吸力与吊起物体的等效重力建立了数学模型,设计了一种多位置传感器的电磁起重机控制算法.现场实验结果表明:设计的多位置传感器电磁起重机能有效的对物体吊运的整个过程实时监控,能有效的根据多传感器的值来调节电磁起重机电流的大小,大大提高了电磁起重机吊运物体时的安全性.