大力矩径向驻波型超声波电机有限元分析与实验研究

提出了一种大力矩径向驻波型超声波电机,在实现电机大力矩输出的同时保持结构紧凑的特点。首先设计并分析了电机的结构和工作原理,采用有限元法分析了电机定子的振动特性。接着制作了超声波电机样机,样机直径为32 mm。采用激光测振仪测量了定子的共振频率及径向振动的振幅,测量结果与理论分析结果相吻合。最后,搭建了电机输出特性测试平台,测量了电机在不同电压下的转矩-转速特性。实验测试结果显示,定子工作模态的共振频率为73.3 kHz,当施加的电压幅值为100 V、频率为74 kHz时,电机的空载转速为45 r/min,堵转力矩达到0.41 N·m。与其他同尺寸的超声波电机相比,所提出的径向驻波型超声波电机具有更大的堵转力矩。     

变桨距风力机特性模拟

变桨距风力机在不同风速下具有不同的运行状态和输入输出关系.文章根据空气动力学理论研究了风力机静动态特性;探讨了不同风速下,变桨距风力机的控制方案及运行状态;根据变桨距风力机不同的运行状态,设计了发电机特性和桨距角控制方案;在matlab/simulink环境下,建立了适应变桨距风力机全状态的模拟系统;在匀速风、阵风、渐...     

基于生成对抗Transformer的电力负荷数据异常检测

电力负荷异常数据将为电力系统规划、负荷预测以及用能分析等带来较大的负面影响，亟需对负荷数据异常进行检测与识别。首先针对电力负荷数据异常分类、原因及其特征开展分析；其次改进传统Transformer编码器结构，采用多头注意力层代替掩码多头注意力层，同时移除前馈网络，以提高模型对负荷时序序列的全局注意力；然后基于生成对抗网络(Generative Adversarial Networks, GAN)生成器与判别器的博弈结构，提出了一种改进的GAN-Transformer的模型，给出了模型的详细架构与数学表达，帮助模型更好的捕捉趋势性特征同时加速模型收敛；引入多阶段映射与训练方法，综合焦点分数打分机制，通过分阶段负荷序列重构帮助模型更好的提取负荷数据异常特征；最后通过算例分析，验证了所提模型的有效性与优越性。     

计及动子振动的直线超声波电机驱动性能分析

文章研究了动子的振动对驻波型直线超声波电机驱动性能的影响。在传统驻波型超声波电机的驱动机理的基础上,通过在定子的不同振动阶段建立动子振动时的驱动力数学模型,研究了动子振幅对驻波型直线超声波电机驱动性能的影响。理论分析表明,动子振幅越大,电机的驱动性能下降越严重。在此基础上,文章通过采用U型结构动子,并附加阻尼的方式,有效的降低了动子振幅,提高了电机的输出。有限元分析证明了动子的减振效果,实验证明了理论的正确性和方案的可行性。     

基于DSP的开关磁阻电机的带故障运行的驱动逻辑研究

介绍了开关磁阻电机调速系统的故障运行的实现，论述了电机故障修复逻辑的实现，给出了DSP的接口方法以及不同的故障运行方式下的实验结果。     

双足驱动双压电晶片直线超声波电机运行机理研究

研究新型直线超声波电机运行机理,采用双压电晶片及双足驱动结构,具有结构简单、无需频率简并、易于小型化等优点。详述其结构、振形特点及工作机理。建立电机定子振动响应有限元模型,给出输入阻抗计算方法。用已建模型计算获得定子驱动足接触点在谐振频率点附近振幅,推导驱动足接触点运动轨迹。通过实测定子阻抗特性将所得结果与理论分析进行比较。     

混合激励型直线超声波电机的双相位控制研究

本文研究了混合激励型直线超声波电机的双相位控制特性,研究了多种双相位控制策略及对应的相位-速度关系。文章利用解析法推导了混合激励型直线超声波电机驻波表达式,推导了不同双相位控制策略下的电机的速度特性公式。利用ANSYS软件建立了电机有限元模型,通过谐响应分析进一步研究了不同双相位控制方案下驱动足振幅变化规律。最后搭建实验平台,通过实验进一步验证了双相位控制理论分析的正确性。     

考虑定子齿结构的行波超声波电机接触摩擦模型

本文分析了定子的振动、定转子的法向接触和切向摩擦,考虑了定子齿结构,采用解析法建立了环形行波超声波电机定转子接触摩擦模型。基于所建立的模型,分析了定子表面质点与转子间的接触时间和切向摩擦力以及电机的转矩-转速特性。此外,也对考虑定子齿结构和忽略定子齿结构的模型计算结果进行对比,结果显示,在相同的预压力下,考虑定子齿结构时,定子表面质点与转子的接触时间比忽略定子齿结构时要长,而且转矩-转速特性的计算结果要低于忽略定子齿结构时的计算结果。最后,将理论计算结果与实验结果进行了对比,考虑定子齿结构时的计算结果比忽略定子齿结构时更接近实验值,说明考虑定子齿结构的接触摩擦模型能准确地反映定转子间的接触和摩擦特性。     

基于有限元法的驻波型直线超声波电机振动特性分析

采用有限元法研究一种驻波型直线超声波电机的振动特性。建立了电机的三维有限元模型,在有限元模型的基础上对电机进行模态分析,得到了电机横向一阶弯曲振动的共振频率,并分析了驱动足的位置对共振频率的影响。在模态分析的基础上,给电机通以高频交流电进行谐响应分析,研究电机在外加电源作用下的横向弯曲振动的振幅以及驱动足尖的运动轨迹。制作了驻波型直线超声波电机样机,对样机进行阻抗-频率特性测试,测试结果验证了理论分析结果。     

端部激励式直线超声波电机的绝缘优化设计

端部激励式耦合型直线超声波电机压电陶瓷镀银层表面与金属弹性体凸出结构间隔距离较近,限制了施加电压的幅值,进而对电机的驱动性能有较大影响。本文对金属弹性体的凸出结构进行优化设计,分别设计了基于空气绝缘的凸出结构和基于树脂绝缘的复合凸出结构。理论分析表明,基于空气绝缘的凸出结构电机虽然具有最小的最大电场强度,有利于绝缘,但是其驱动性能较弱。而基于树脂绝缘的复合凸出结构电机具有比较平衡的绝缘性能和驱动性能。文章制作了样机并进行了实验,实验结果表明采用树脂绝缘的复合凸出结构电机较之传统端部激励式耦合型驻波直线超声波电机,其最大空载速度由41.56 mm/s提升为72.40 mm/s,性能提升较为显著。