基于轻量化与疲劳寿命的铁路货车轴端发电机结构设计优化研究

针对轴端发电机安装于转向架车轴端部，承受轮轨冲击大，可靠性要求高等问题，以现有转K6转向架轴端永磁发电机为研究对象，以IEC 61373—2010标准中的加速度谱密度为激励，基于三区间法对电机壳体进行随机振动环境下的疲劳强度分析。为同时满足疲劳寿命和轻量化设计要求，提出发电机壳体结构设计优化方法；对壳体进行有限元参数化建模，通过灵敏度分析确定对壳体质量、应力响应谱密度峰值、1阶模态频率等影响较大的结构尺寸参数；采用拉丁超立方抽样，结合代理模型与多岛遗传优化算法对电机壳体的结构尺寸进行优化分析。仿真结果表明：优化后轴端发电机壳体的质量相比于优化前降低了29.9%，且疲劳寿命、冲击强度均满足标准要求。     

新型永磁同步无轴承电机的设计

对一种新型薄片式永磁同步无轴承电机的设计进行了分析。从无轴承电机和普通永磁电机的基本原理出发，通过对各种转子结构的比较，研究它们的磁场分布，提出了一套优化的转子结构。与传统的电机相比，内转子薄片式永磁同步无轴承电机的结构比较特殊，它的运行原理、分析和设计与普通无轴承电机有着较大的不同且应用前景广阔。着重阐述了内转子薄片式永磁同步无轴承电机的工作原理和控制方法。     

国产高速动车组齿轮箱通过试用评审

正由南车戚墅堰所机车有限公司自主开发的高速动车组齿轮箱已顺利通过中国铁路总公司技术方案和产品试用评审,高速动车组齿轮箱即将实现中国"智造"。齿轮箱是高速动车组10大配套技术之一。齿轮箱输入端通过大变位联轴节与电机轴相连,输出端通过大齿轮过盈安装在车轴上,同时输入端有C型支架与转向架(类似于汽车的底盘)构架连接。它能准确地将电机驱动功率按照一定的比例传递到动车组轮对     

永磁直驱风力发电机结构发展研究

直驱式永磁风力发电机具有高功率密度、高效率、高可靠性、低维护成本和电网兼容性好、低电压穿越能力强等优点而成为最具发展前景的风力发电解决方案。介绍了径向磁通、轴向磁通以及横向磁通电机的结构电机的特点以及应用情况,针对目前市场的主流径向磁通永磁风力发电机,综合考虑电机的轴承支撑方式、冷却方式以及内外转子结构,将其分成四种结构,并对每种结构形式的特点加以详细的分析和介绍,并指出各种结构电机的优缺点,对永磁风力发电机结构的发展趋势进行了阐述。     

有轨电车永磁电机绝缘轴承的设计

分析了永磁电机轴承的应用特点,针对其工况条件,设计定位端深沟球轴承+非定位端圆柱滚子轴承的结构配置,并对绝缘方案、保持架结构进行设计、选择,设计出单元化永磁电机绝缘轴承,通过试验验证,满足了主机使用要求。     

液力传动内燃机车对滚动轴承的使用要求

在液力传动内燃机车上,大量的滚动轴承被安装在液力变速箱、车轴齿轮箱、万向轴、车轴轴箱和柴油机内。尽管轴承的安装部位和受力情况不同,但都起着十分重要的作用。由于铁路运输和机车工作条件的特殊性,因此,对轴承也提出了相应的要求。 1.要求所装用的所有轴承安全可靠 铁路运输是国民经济的大动脉,特别强调机车运行安全正点,因此,对机车上传递主功率的主传动用轴承和为主传动服务的辅助传动用的轴承,都要求必须安全可靠。 从机车制造和使用的立场出发,希望轴承在规定的机车修程时间内,应该百分之百的安全可靠,然而这和滚动轴承额定寿命中     

兆瓦级永磁同步发电机温升的数值计算研究

针对兆瓦级永磁同步发电机设计中采用温度敏感性永磁材料的温升控制,基于等效热路法和温度场法,根据永磁同步发电机的等效热路图计算了其内部温升。重点研究了以电机内温升为边界条件的定子端面温度场的数学模型,采用有限差分法求解温度场模型,得到了电机定子端面的热导矩阵;通过Jacobi迭代,得到电机内冷却空气进、出口处的定子端面温度场。数值计算的结果表明,冷却空气出口处定子端面温度场的温度梯度明显高于冷却空气的入口端,其温度极值低于牌号N42SH的钕铁硼永磁材料最高工作温度,定子内绕组最高温升亦低于F级绝缘电机的温升限值。研究结果对兆瓦级永磁同步发电机的设计、样机试验提供了理论依据。     

动力集中DMU与动力分散DMU的对比分析

目前高速动车按着牵引动力和驱动装置可以分为动力集中型和动力分散型两种。就动力集中型高速动车来看,其大部分的机械和电气设备都安装在列车两端的机车上,通过机车牵引电机来为动车提供动力。而动力分散型的高速动车则是将大部分的机械和电气设备安装在车辆的地板上,并将电机安装在车辆转向架上,以确保全部或者部分驱动轮可以为动车提供动力。鉴于动力集中型和动力分散型高速动车动力供应方式的不同,本文主要就动力集中型和动力分散型高速动车特点进行对比分析,希望可以为研究人员提供帮助。     

基于轴向电机泵的被动永磁轴承设计与力学分析

随着现代先进制造业的高速发展,对于轴承的要求越来越高,传统轴承很难满足这些要求。将磁悬浮技术引入泵的转子系统上,用被动永磁轴承替代传统的机械轴承,基于磁路设计原理计算出轴承尺寸,并通过等效磁荷法分析永磁轴承的承载力及轴向力。     

160km/h内侧悬挂转向架构架的设计与有限元分析

转向架是铁道机车车辆重要组成部分,对机车运行安全性能和动力性能起着重要作用,而传统的外侧悬挂式转向架在质量轻量化方向已经没有潜力。对160 km/h内侧悬挂式客车转向架构架进行结构设计与有限元强度分析,计算结果表明,构架在满足强度的同时,车轴长度减短,两侧梁间距减小,构架整体尺寸减小,从而减小了簧间质量和簧下质量,其质量比传统的外侧悬挂式转向架要小得多,实现了轻量化设计的目的;同时减小了轮轨作用力和轮轨磨耗,改善了车辆动力学性能。     

跨坐式单轨车辆走行轮车轴有限元分析与研究

走行轮车轴是跨座式单轨交通车辆转向架的重要部件,其强度和刚度关系车辆的行车安全。利用有限元分析方法,建立车轴有限元模型,通过求解器进行车轴承载情况下的有限元计算。分析4种不同工况下走行轮车轴的强度和刚度,得到走行轮车轴的应力、应变云图,为跨座式单轨走行轮车轴再优化提供依据。     

广州地铁4号线直线电机车辆轴端接地装置故障分析及改进

广州地铁4号线自运营以来,直线电机车辆轴端接地装置松动、安装螺栓断裂和接地碳刷崩裂等故障严重影响运营安全。针对广州地铁4号线直线电机车辆轴端接地故障进行分析,通过加粗车轴和将接地装置改为内置来消除接地装置的安全隐患,有效保证直线电机车辆的运营安全。     

电磁轴承-无轴承电机系统在转子主动控制的应用研究

主动磁轴承借助电磁力来控制转子的振动,无轴承电机在实现转矩控制的同时实现电机的悬浮控制。本文在对永磁偏置三自由度电磁轴承和两自由度无轴承电机的磁悬浮机理一般性描述的基础上,分析了其产生的悬浮控制力。并以转子电磁振动为研究对象,结合电磁轴承和无轴承电机的特点,提出利用一种新型的五自由度磁悬浮异步电机作为执行机构对转子电磁振动进行主动控制,实现了转子系统稳定工作。此系统可以有两方面的应用,既可以用做转子的支承,也可以用做转子振动主动控制的增稳。     

新型双转子永磁风力发电机的理论研究

是对新型双转子永磁风力发电机的理论研究。通过对双转子电机的结构化创新,及其运行机理的分析,提出一种在风力发电方面具有明显优势的双转子永磁风力发电机。该新型风力发电机能够大大降低启动风速,加宽了极限工作风速范围,提高了风能利用率。文章通过对风力机数学模型的分析还介绍了基于最佳叶尖速比的最大功率点跟踪控制模式,并对电机永磁体的选择进行了比较分析。最后,文章提出了该新型风力发电机目前存在的不足及改进方向。     

高可靠性航空发电机的短路电流分析

航空发电机对可靠性要求较高,为避免过高电流对用电设备造成损坏,需要限制发电机的短路电流,介绍了一款具有提供多通道输出单相电压的永磁同步发电机,对其进行了抗短路设计,分析了该发电机在短路情况下的运行情况,通过电机短路试验结果证明,满足设计要求,对单绕组抗短路发电机的设计具有重要意义。     

HXD1型机车走行部安全状态监测方案研究

轴箱轴承是HXD1机车安全运行的基础部件,也是易于发生损伤的部件,发生故障时会引起重大事故,车载轴承故障诊断系统能在发生前期故障时进行预报警,保障列车运行安全,故HDX1机车均已安装此系统。用于获取温振信号的传感器加装位置的选择对于系统的效果有重要影响。建立了SimpackHXD1线路-机车耦合动力学模型,基于美国五级轨道谱,计算出轮对三向位移激励;建立了RecurDynHDX1轴箱轴承动力学模型和HDX1轴箱刚体及柔体模型,基于此建立基于RecurDyn的HDX1轴承-转向架-机车耦合动力学模型,包括刚体耦合动力学模型及刚柔耦合动力学模型;使用HDX1轴承-转向架-机车耦合动力学模型进行了仿真计算,确定了传感器加装位置。结果表明:观测X或Y方向的加速度,传感器安装在测点1的位置较为合适;观测Z方向的加速度,传感器安装在测点2的位置较为合适;110km/h下加速度很大,可能在此速度下,轮对激励引起了轴箱的共振。     

同步发电机故障暂态在相坐标系下的仿真研究

以abc相坐标建立与系统侧直接接口的同步发电机模型,参考节点取自发电机中性点,相应地电机定子绕组电压为机端节点电压,定子绕组电流则相应成为节点注入电流。系统侧与同步发电机直接接口,消除了预测校正和机网接口环节,可以有效地提高同等条件下的运算速度和仿真精度。     

空压机用高速电机电磁结构设计与仿真分析

针对燃料电池系统之供气子系统中的关键部件压缩机所使用的高速电机的结构设计和性能分析展开研究,完成符合应用要求的最优设计.针对具体空压机的应用,对比各种不同类型的电机,设计一款永磁同步高速电机.根据具体需求,确定电机设计方案,并在此基础上运用Ansofi软件完成对电机的建模;确定永磁同步电机的定转子结构以及气隙大小、永磁体充磁等具体参数,使其初步满足性能要求.然后对所得模型进行电磁特性有限元仿真,根据仿真结果不断优化电机结构.最后,针对所设计的高速电机气隙较大这一特点,通过RMxprt和Maxwell三维仿真计算对电机的端部漏磁情况做较为简单的结果分析.结果表明,电机端部的电磁特性的确发生了变化.     

兆瓦级直驱风电系统及电机控制的研究

在对兆瓦级直驱永磁风力发电系统进行分析的基础上,建立起永磁同步发电机的数学模型,针对双PWM变频器的特点,对永磁发电机的运行控制进行研究,提出发电机的机侧变换器和网侧变换器分开控制的控制方法。     

基于CATIA的铁道车辆车轴参数化设计方法研究

为了满足铁道车辆车轴快速设计的需求,研究了基于CATIA V5平台的二次开发技术,分析对比了不同二次开发方式的优缺点。针对铁道车辆车轴的技术特点,采用变结构体参数化设计方法,改善传统参数化设计方法产品外形结构固定的弊端,建立了铁道车辆车轴模板库,开发了铁道车辆车轴参数化设计插件系统,能够实现不同外形拓扑结构车轴的参数化建模,实现铁道车辆车轴的高效快速设计。