工业磁轴承电涡流阻尼伴随特性研究

针对工业磁轴承中电涡流阻尼效应暂态认知难的问题,通过分析电涡流阻尼的伴随特性定量评价了其在磁轴承控制过程中的作用。首先引入磁矢位对电磁感应定律中的线积分和面积分不同表述形式的电涡流进行了统一,进而推导了工业磁轴承在PWM控制下的工作由电流的交变特性引起电生阻尼和机械振动引起的动生阻尼简化数学模型;然后通过Matlab-Simulink对单自由度磁轴承仿真分析,并且与同控制条件下未考虑涡流效应的模型进行了对比;最后通过冲击响应仿真实验验证了伴随效应,定量评价抑制振动和工作电流特性。研究结果表明,暂态过程中动生阻尼和电生阻尼对工业磁轴承存在着自稳效应,加快了控制电流稳态响应;另外计入电涡流阻尼效应的转子振动位移峰值相对未计入的降低了10.23%。     

永磁涡流联轴器涡流密度研究

永磁涡流联轴器的涡流损耗对联轴器的性能有很大的影响,因此对永磁涡流联轴器的涡流密度进行研究具有重要意义。首先对永磁涡流联轴器的工作原理进行简单的介绍,然后确定有限元分析的结构参数并进行分析,再利用Ansoft进行有限元分析,研究不同气隙厚度、轭铁厚度、永磁体厚度、铜环厚度和占空比对涡流密度的影响。研究结果表明磁铁厚度、占空比和气隙厚度对涡流密度产生重要影响,而轭铁的厚度和铜环厚度对涡流损耗影响较小,这为永磁涡流联轴器的研制提供了重要参考依据。     

永磁涡流传动设计研究

永磁涡流传动是近20年发展起来的新技术,如何方便、准确地设计永磁涡流联轴器或永磁涡流调速器是当下重要课题。分析了永磁涡流传动的应用和研究进展,以及结构和性能参数,通过比照成熟的异步电动机和同步永磁传动的研究成果获得了永磁涡流传动装置设计时所涉及的一些有价值的结论。据此,再结合已有的同步永磁传动理论可以方便、准确地设计永磁涡流传动装置,促进其推广应用。     

基于Maxwell的永磁阻尼装置数值模拟与实验验证

为提高下运带式输送机运行的可靠性,提出采用永磁阻尼托辊来实现制动的调节。利用Maxwell软件的3D瞬态求解器得到永磁阻尼装置瞬态磁场磁感应强度及电涡流分布图,分析了磁感应强度及电涡流的分布特点和规律;通过仿真计算得出了永磁阻尼装置的阻尼力矩。利用压陷滚动阻力实验台间接测得不同带速下永磁阻尼托辊的阻尼力矩。结果表明,仿真与实验结果符合程度较高,为永磁阻尼托辊的进一步研究提供了依据。     

车辆悬架磁流变减振器阻尼特性实验研究

磁流变减振器的阻尼力特性是磁流变半主动悬架系统在振动控制中分析和设计的重要依据。基于实验研究磁流变减振器的阻尼特性,分析其阻尼性能的特点,拟合库仑阻尼与电流的关系式,为磁流变半主动悬架的系统控制和应用提供理论支持。     

基于MAXWELL电涡流阻尼装置的有限元分析

为确保下运带式输送机的安全运行,实现其平稳制动,避免发生飞车、叠带等事故,提出采用电涡流阻尼托辊装置,通过控制其电流的大小来实现制动的调节.简述了电涡流阻尼装置的结构和原理,利用MAXWELL软件的静态场和瞬态场求解器,得到了稳定条件下电涡流阻尼装置的磁感应强度和电涡流密度的分布云图,分析了其分布特点及规律,并计算了电...     

汽车涡流减震器力学性能研究

本文以涡流减震器的力学性能为研究对象,减震器的力学性能好坏是通过减震器的阻尼特性曲线(也就是阻尼—速度曲线)来判定的。利用Ansoft软件模拟仿真涡流减震器在不同振动速度下的阻尼力大小。根据不同速度下的阻尼力大小绘制阻尼—速度曲线,然后进行阻尼特性的研究。通过仿真结果分析,涡流减震器的阻尼特性符合设计要求。     

永磁涡流耦合传动特性研究

永磁涡流耦合传动技术采用非接触传动方式,能实现较软的传动特性,应用在一些特殊场合有非常好的效果。永磁涡流耦合器采用永磁涡流耦合传动技术,具有节能、过载保护、允许较大的对中误差、结构简单、使用寿命长等优点。为实现永磁涡流耦合传动特性研究,针对油田应用设计永磁涡流耦合器。对耦合驱动原理进行理论分析,建立永磁涡流耦合的数学模型;利用Ansoft仿真软件建立三维有限元模型,对耦合器的传动特性进行仿真研究,得到传递转矩与间隙、转速差之间的对应关系,随着间隙的减小,转速差的增大,耦合器传递转矩增加;建立耦合器传动试验平台,对样机进行试验研究,验证有限元仿真可以作为耦合器传动特性的研究方法,同时从试验结果曲线上确定耦合器合理的工作区间,在此工作区间内,耦合器具有高效率和较高的启动转矩,能够缓冲负载波动,传动性能良好。     

重载工程车辆电涡流缓速器制动特性及优化设计研究

针对现有重载工程车辆缓速器设计偏好性强、制动转矩波动大等问题,以某型号重载工程车辆电涡流缓速器为研究对象,推导该型电涡流缓速器制动转矩计算公式,结合缓速器实际关键参数并考虑各参数波动对制动性能的影响,依据稳健优化设计理论对电涡流缓速器进行优化设计,最后通过实验对优化后模型进行实验验证。结果表明:优化设计后的重载工程车辆电涡流缓速器模型能够较好地改善制动转矩与制动时间的波动问题。     

袋型阻尼密封动力特性数值与实验研究

通过非定常动网格技术,建立了袋型阻尼密封动力特性多频椭圆涡动求解模型,在实验验证求解模型准确性的基础上,研究了袋型阻尼密封腔室轴向长度、周向挡板数量及深度对密封动力特性的影响;并对不同周向挡板数量的等腔室袋型阻尼密封的泄漏特性进行实验研究。研究发现,密封腔室轴向长度为d=4/8mm的传统袋型阻尼密封比d=10mm的等腔室袋型阻尼密封的有效阻尼C_eff约增加21.5%;随着二次腔室轴向长度从d=10mm减小到d=6mm,有效阻尼C_eff约增加14.1%,流体压缩效应更加明显,增加了腔室内的动压,有利于抑制转子涡动。等腔室袋型阻尼密封的周向档板数量对其阻尼系数有显著影响,当涡动频率大于200Hz时,挡板数从24减少到4时,有效阻尼C_eff约增加37.8%,稳定性明显提高。当袋型阻尼密封空腔深度从3mm增加到6mm时,等腔室袋型阻尼密封的交叉刚度较大、C_eff约减小51.7%,稳定性降低。     

永磁调速器的涡流场分析

永磁调速器是一种新型的可调速节能设备,安装在电机和负载之间,采用电磁耦合原理,通过调节耦合面积控制转速。先结合电磁场的相关理论,建立瞬态涡流场的数学模型。然后,对永磁调速器进行静态磁场分析,得到静态时铜转子中的磁通分布与磁感应强度。最后,通过运动涡流场的有限元仿真,分析涡流场的形成机理与部分影响涡流场的因素,为永磁调速器的承载能力提供理论依据。     

多层厚度电涡流检测技术及实验研究

研究了多层厚度的电涡流检测原理和有限截面线圈置于多层结构上其各种参数与阻抗变化关系的数学模型；建立了用于多层厚度检测的涡流检测系统，对两层厚度的检测进行了几种检测电压值--厚度回归模型实验研究，并对反演计算结果进行了比较分析，给出了最佳的拟合模型和多层厚度反演算法。     

磁悬浮转子系统中涡流传感器的工作特性研究

根据涡流位移传感器的工作原理及其在磁悬浮转子系统中的应用,介绍磁悬浮转子的工作环境以及对传感器的影响,分析涡流传感器在变化磁场环境下的误差来源以及表现形式,设计实验并测试了涡流传感器在变化磁场环境中的工作特性。实验结果表明:磁力轴承的变化磁场以及磁滞特性也是影响涡流传感器测量精度的一个重要原因,磁悬浮转子检测系统需要考虑磁场环境对测量精度的影响,对进一步提高磁悬浮转子的控制精度具有重要的参考价值。     

Eddy Current Losses of Giant Magnetostrietors: Modeling and Experimental Analysis

超磁致伸缩材料Terfenol-D以其大磁致伸缩系数、快速时间响应及高能量密度的特点较广泛应用于高频动态领域,如超声换能器及振动主动控制结构等.磁性材料在高频磁场驱动条件下会产生涡流损耗,工作频率越高,涡流损耗越大,导致超磁致伸缩器件的输出功率显著降低.通过分析影响涡流损耗大小的关键性因素涡流截止频率与集肤深度,得到有效抑制涡流损耗的方式包括降低材料的电导率以及采用叠堆结构材料.采用经典的基于麦克斯韦方程组的涡流损耗模型,分析高频条件下磁场在整体结构与叠堆结构内部的分布,并通过试验比较两种超磁致伸缩材料结构的涡流损耗对材料阻抗频谱曲线、振动幅度的影响.试验结果显示叠堆结构的超磁致伸缩材料能够大幅度地抑制涡流损耗,其模型与试验结果相吻合.     

超磁致伸缩材料动态涡流损耗模型及试验分析

超磁致伸缩材料Terfenol-D以其大磁致伸缩系数、快速时间响应及高能量密度的特点较广泛应用于高频动态领域,如超声换能器及振动主动控制结构等。磁性材料在高频磁场驱动条件下会产生涡流损耗,工作频率越高,涡流损耗越大,导致超磁致伸缩器件的输出功率显著降低。通过分析影响涡流损耗大小的关键性因素涡流截止频率与集肤深度,得到有效抑制涡流损耗的方式包括降低材料的电导率以及采用叠堆结构材料。采用经典的基于麦克斯韦方程组的涡流损耗模型,分析高频条件下磁场在整体结构与叠堆结构内部的分布,并通过试验比较两种超磁致伸缩材料结构的涡流损耗对材料阻抗频谱曲线、振动幅度的影响。试验结果显示叠堆结构的超磁致伸缩材料能够大幅度地抑制涡流损耗,其模型与试验结果相吻合。     

筒式永磁调速器的磁场分析与特性研究

永磁调速器通过调节永磁转子和导体转子的相对位置来实现离心式负载速度的调节和电机的节能,是一种新的调速设备。为了深入研究筒式结构永磁调速器的磁场及机械特性,基于三维运动涡流场,建立了筒式永磁调速器的有限元模型,并对其磁场进行了瞬态分析,得出了筒式永磁调速器的磁场和涡流分布情况,以及输出功率和转矩随转差率和啮合面积的变化曲线。分析结果与试验结果的对比验证了有限元分析方法的正确性。     

基于Ansoft的盘式涡流永磁调速器传动特性分析

盘式涡流永磁调速器是一种新型调速装置,安装在电机和负载之间,通过调节导体转子与磁钢转子之间间隙大小,改变磁通密度,进而调节转矩进行调速。对其电磁场进行分析并建立转矩表达式,通过分析得到结构尺寸、关键零件材料属性、转差3个方面影响传动特性的因素。并运用Ansoft软件中的Maxwell 3D部分建立仿真模型,单独改变每一因素进行三维静态、瞬态仿真,得到气隙磁感应强度分布图及各因素对传动转矩和磁能利用情况的影响曲线,分析变化原因得出结论,为该类永磁调速器结构尺寸优化、材料选择等提供参考。     

盘式磁力驱动器隔离套的涡流损耗分析

磁力驱动器是基于磁力驱动技术实现力或转矩无接触传递的一种新型传动装置,其磁场强度计算和涡流损耗是影响磁力驱动器设计的两个主要因素。本文首先根据等效电流模型理论,分析了盘式磁力驱动器的气隙磁场分印,然后在气隙磁场分析的基础上．建立了盘式磁力驱动器隔离套涡流损耗的数学模型,并利用有限元方法对建立的模型进行了验汪。最后根据建立的模型,分析了磁路尺寸、驱动器转速和隔离套尺寸等对磁力驱动器涡流损耗的影响。取得的结果对减小圆盘式磁力驱动器涡流损耗具有指导作用。     

同轴圆筒式磁力耦合器涡流损失特性研究

运用有限元法,对同轴圆筒式磁力耦合器的涡流特性进行了分析。模拟出涡电流对磁场的影响,这种影响主要体现在:减弱了磁力耦合器的磁场强度,并使磁耦合力矩减小了,从而造成了功率损失;针对此现象提出了减小涡流功率损失的具体方案。