钻杆外螺纹检测中磁化器的有限元分析与设计

提出了一种采用有限元法对钻杆外螺纹检测中磁化器的各项几何参数进行设计的方法.以齿根有1.0mm深0.2 mm宽的根部裂纹、其管体直径为φ127的钻杆为例,分析了磁化器各项几何参数的变化对缺陷所产生的漏磁场的影响,得到了漏磁场水平分量随磁化器几何尺寸改变时的变化规律,通过实验对根据上述方法设计的磁化器进行了验证,实验结果与有限元分析结果完全相符.研究结果有助于从整体上设计磁化器,改善磁化效果,提高漏磁检测灵敏度,进而为漏磁检测中磁路的优化设计提供了依据.     

内置混合式转子可控磁通永磁同步电机磁路分析

通过对模拟内置混合式转子可控磁通永磁同步电机磁路工作机理静止磁路装置的试验,认知了两种永磁体磁化过程和磁化后工作点的变化规律,揭示了磁通可控原理．试验得到了静止磁路装置的各种磁滞回线永磁体磁化过程中,钕铁硼的磁化曲线仅穿过Ⅰ、Ⅱ象限,最后工作于Ⅱ象限;铝镍钴的磁化曲线会穿过4个象限,最后工作于Ⅱ或Ⅲ象限当铝镍钴工作于Ⅱ象限时,两种永磁体产生的磁通共同穿过气隙,气隙永磁磁场较强;当铝镍钴工作于Ⅲ象限时,钕铁硼产生的磁通部分穿过气隙、部分被铝镍钴在转子内部旁路,气隙永磁磁场较弱．弱磁可达3倍以上．     

漏磁检测的交直流磁化问题

针对漏磁检测交流磁化的磁化电流频率选择问题 ,采用概率论的有关知识分析了影响漏磁检测信号大小的因素 ,并从漏磁场的检测理论上分析了磁化频率的选取原则 ,即 :载波频率应远大于调制波频率。对宽 0 .2 mm、深0 .2 m m的人工矩形槽缺陷的检测结果验证了对缺陷漏磁场所作的理论分析 ,得出了在常规的漏磁检测条件下磁化频率应大于 1k Hz,并指出漏磁检测不能采用频率为 5 0 Hz交流电磁化     

油气管道缺陷漏磁检测试验

在油气管道检测中,缺陷的定量分析一直是个难题.通过试验研制了管道漏磁腐蚀检测器,在钢管(273mm,壁厚为14.3mm)上设计了系列缺陷,并采集了缺陷漏磁的相关信号.研究了管道缺陷漏磁信号的分布规律和缺陷的几何尺寸大小之间的关系,结果表明,缺陷漏磁场检测信号的两波谷间距、检测到信号的传感器数和信号峰谷值分别是缺陷长度、宽度和深度量化分析的重要特征量,并由此得出缺陷长、宽、高的计算方法.通过该方法对缺陷的漏磁信号进行量化分析,表明缺陷长度、宽度和深度的平均绝对误差分别为2.4mm、8.3mm和0.8mm.     

带负载异步起动高速永磁同步电动机设计

针对纺织机械设计了一台可带额定负载异步起动的高速永磁同步电动机.利用有限元方法对电机进行了磁场分析,准确计算了空载漏磁系数和计算极弧系数,并与磁路计算相结合得出初步设计方案.着重研究了定子绕组参数、转子槽形、导条材料和永磁体尺寸等对电机起动转矩和牵入同步特性的影响.当所设计电机永磁体轴向长度比电机长度短5 mm时,平均...     

大面积钢板局部磁化的三维有限元分析

采用三维有限元方法研究了大面积钢板漏磁检测的局部磁化，分析了钢板宽度变化对磁化效果的影响，论证了局部磁化的可行性．研究了励磁装置中永磁体磁厚度、磁极面积以及磁化间隙等变化对局部磁化效果的影响．分析表明，永磁体极面积是影响磁化性能的关键因素，当钢板内局部被磁化饱和时，永磁体厚度和磁化间隙的影响不显著．根据有限元优化结果设计的大面积钢板漏磁检测的励磁装置在实践中得到了应用．     

基于双重傅立叶变换的永磁转子涡流损耗分析

为了优化永磁转子结构,降低转子涡流损耗,分析了表面贴式高速永磁同步电机气隙磁场齿槽效应产生的转子涡流损耗.研究了表面贴式永磁同步电机转子永磁体磁化模式,建立了永磁同步电机转子涡流损耗数学模型,分析了永磁同步电机静态气隙磁场,提取气隙磁场样本数据.采用双重傅里叶变换,研究和比较了四极永磁同步电机永磁体在Halbach磁化和平行磁化时,由齿槽效应引起的气隙磁场时空谐波和对应的转子涡流损耗,并采用瞬态有限元法计算了空载时的转子涡流损耗.结果表明:永磁体采用Halbach磁化模式,能够有效降低气隙磁场高次谐波,转子涡流损耗约为平行磁化时的34%.     

船用钢板漏磁检测的三维有限元分析

为保证船舶的安全,满足对船用钢板进行定期检测的需要,提出利用漏磁检测钢板缺陷的方法,并对该方法进行了三维有限元分析和实验验证.在ANSYS软件中建立检测传感系统、磁化装置和钢板缺陷的三维模型,进行钢板缺陷附近的磁场分布状态的数值仿真,得出了船用钢板磁化后的磁场分布状态,计算出缺陷与磁场分布之间的对应关系曲线,并对缺陷进行判断.检测实验结果证明有限元计算是可靠的.     

基于自然磁化现象的损伤定量无损检测方法

为了开发对材料裂纹产生前的早期损伤程度进行定量无损检测的新方法,探讨自然磁化机理,以核能设备中常用的常磁性材料——奥氏体不锈钢SUS304为研究对象,通过实验对不同形状和厚度的材料试样进行多次拉伸,测量相应的自然磁化漏磁场磁感应强度和残余应变分布,从而建立了基于自然磁化现象的机械损伤与其磁化漏磁场的定量关系,进而证明了可以通过检测自然磁化漏磁场强度实现对奥氏体不锈钢材料损伤程度的定量检测和评估.基于实验所建立的机械损伤与自然磁化漏磁场的定量关系,结合磁记忆检测方法的优点,提出了一种较为简单但更为全面的对局部缺陷损伤程度进行定量检测的方法.奥氏体不锈钢的自然磁化机理可以初步认为是机械损伤引起的位错堆积导致了奥氏体不锈钢中马氏体含量和位错能的增加,由于材料的各向异性致使在铁磁属性的马氏体组织内产生了自然磁化,从而使材料整体呈现自然磁化特性.     

表面裂纹宽度对漏磁场Y分量的影响

缺陷漏磁场的Ｙ分量是漏磁检测中最常检测的物理量。该文针对前人研究中有关宽度作用的矛盾结论,着眼于表面裂纹的量化检测,从整个场的分布角度,采用有限元方法研究了相同深度（０．２ｍｍ）不同宽度（０．０２～１．０ｍｍ）两维矩形槽的漏磁场Ｙ分量的分布特点,得到了宽度变化时漏磁场的分布规律,提出了如何利用检测到的Ｙ分量获取裂纹宽度信息的方法。给出了宽度对检测中最重要的漏磁场Ｙ分量峰－峰值大小的影响曲线。上述工作有助于全面认识宽度对漏磁场的作用,实现不同宽度、深度的表面裂纹量化检测。     

表贴式永磁电机漏磁导的解析计算

针对有限元法求解空载漏磁系数时计算量大的问题,采用磁路法全面考虑了永磁电机内部4不同漏磁通路径,并根据电机结构尺寸确定各漏磁通的积分区域,不但解决了磁路法在电机结构变化时漏磁系数计算不准确的问题,而且同时具备计算量小的优点。在极弧系数、气隙长度和永磁体厚度分别变化的情况下,漏磁系数的有限元结果与磁路法结果吻合,证明了该文所提出的漏磁导计算方法的准确性。该方法不需要复杂的有限元计算,尤其适用于电机优化设计。     

铸铁件的漏磁检测方法

为了检测轿车变速箱端盖的表面裂纹缺陷 ,提高轿车使用过程中的安全性 ,讨论了采用漏磁检测方法检测轿车变速箱端盖表面缺陷的基本原则 ,采用有限元计算和磁路理论计算相结合的方法 ,解决了铸铁件检测中较难解决的磁化问题。针对检测过程中存在的噪声和检测信号的处理问题 ,提出了针对轿车变速箱端盖漏磁检测信号特征的程序滤波方法 ,实验证明所采用的方案能够很好地满足变速箱端盖表面缺陷的检测需求     

用永磁铁装置研磨零件的小平面

用3块永磁铁组成磁路,制成磁力研磨装置,用于零件的小面积研磨.介绍其工作原理、磁路的计算方法、步骤,以及对工作气隙进行磁场划分,用漏磁系数法计算磁路.     

基于Maxwell和Simplorer的2 kW低速永磁发电机设计

针对低风速、风资源欠佳且用电困难的地区,为改善风力发电机的低速发电性能,提高风能利用率,设计了一种应用于2 kW风力发电机组的低转速永磁发电机,利用磁路法对2 kW永磁发电机进行电磁设计,获得发电机的主要尺寸参数,其中定子内径为180 mm,铁心长度为90 mm,永磁体宽度为20 mm,永磁体厚度为4.5 mm。采用ANSYS Maxwell软件进行二维建模并分析其空载和负载情况下的磁场分布,通过ANSYS Maxwell和Simplorer联合对其仿真,对其瞬态特性进行分析。在此基础上研制了低转速永磁风力发电机样机,通过对比发电机转速在256～400 r/min时,样机试验与仿真的功率值和效率值,二者的最大误差为4.47%,低于5%,结果表明该低转速永磁发电机设计可行。     

永磁非金属液体电磁泵磁场数值分析

将电磁泵体求解场域按二维平面场处理,考虑了外磁场对永磁体的磁化效应,用有限元法对永磁非金属液体电磁泵的磁场进行了数值分析,得到了该电磁泵气隙中的磁密曲线以及载流海水在气隙中流动所受到的电磁力.实验证明该数值分析的结果是准确的,这些数据为永磁非金属液体电磁泵的设计和应用提供了可靠依据,同时也说明了可用永磁体代替价格昂贵的超导磁体应用于非金属液体电磁泵的磁极设计.图7,参7.     

基于等效磁路的并列结构混合励磁发电机磁场仿真分析

分析了切向永磁和爪极电励磁在转子中并列组合的混合励磁发电机的结构特点和工作原理,建立了等效磁路模型．由等效磁路模型推导了气隙磁密与励磁电流、磁钢厚度和极对数等参数的关系式,给出了参数计算的方法,并计算了等效磁路模型不同励磁电流下的气隙磁密大小．采用有限元分析软件对发电机建模,仿真分析了发电机的磁场分布,得到气隙磁密与各参数之间的变化关系曲线．仿真结果与等效磁路模型相符,验证了等效磁路模型的正确性和参数计算的有效性,为并列结构混合励磁发电机的设计和参数分析提供了参考．