电轨智能小车设计

该小车采用通电导线让金属在交变磁场中感应涡流对车进行引导,让车沿一定轨迹行走,通过对线圈得到的信号进行调节放大,控制小车舵机运行的电路,并根据方案实际制作了小车,优点主要体现在交变磁场中感应涡流良好的环境适应性。     

水电厂高频直流电源充电装置

介绍用于小型发电厂或变电站的一种微机型直流电源充电装置的设计方法。主回路使用半桥式功率变换电路，输出整流采用全桥式电路，降低了快恢复二极管反向耐压要求。控制回路为微机型高频脉宽调制电路，设计有IGBT驱动保护电路。控制软件根据电力工业局要求的充电控制流程对蓄电池组进行冲电过程的控制，采用PID控制算法。给出了主回路、控制回路及部分软件的具体实现方法。     

可控磁场磁化水处理装置的研究

为农作物浸种实验设计了一种可控磁场磁化水处理装置。装置硬件部分主要采用PWM控制方式改变电流大小,从而实现磁场大小的可控性。电压可控范围0~30 V,电流可控范围0~3 A,磁感应强度可控范围0~5 0 0 0 GS,检测显示电路可精确测量显示电压、电流以及磁感应强度的大小。用该装置产生的磁化水进行农作物浸种实验,实验结果表明:种子在使用1000 GS磁感应强度处理60min产生的磁化水浸种12小时的发芽率提高幅度最大。本装置可以满足农作物浸种实验的需求,效果较为明显。     

混合励磁水轮发电机效益分析

针对现有小型电励磁水轮同步发电机效率低,而永磁水轮发电机并网困难等问题,提出一种适用于小型水电站的混合励磁水轮发电机。阐述了该混合励磁水轮发电机的基本结构和工作原理,以一台300 k W电励磁水轮发电机为基准,采用磁路法计算了混合励磁水轮发电机各部分磁路的磁密以及主要材料的用量等结果。通过与电励磁水轮发电机进行比较,分析了混合励磁水轮发电机产生的经济效益和环境效益。该混合励磁水轮发电机具有较高的运行效率和较宽的气隙磁场调节能力,完全可以满足并网要求,同时也带来可观的经济和环境效益。     

可调直流磁场种子处理装置的研究

为农作物种子磁场育种实验设计了一种直流磁场装置。利用Ansoft Maxwell软件,绘制出产生磁场的铁芯线圈模型,确定铁芯和线圈的尺寸和参数。装置硬件部分由LM2596稳压芯片构成的DC-DC电路等部分组成,电压调节范围在0~28 V,电流调节范围在0~2A,磁感应强度调节范围在0~4 000GS,检测显示电路可以精确测量显示电压、电流、磁感应强度大小。用装置进行农作物磁场育种实验,结果表明,种子在4 000GS磁感应强度下经过5min处理的发芽率提高幅度最大。本装置可以实现一般小型农作物种子的磁化处理需求,效果较为明显。     

宽调磁范围的混合励磁同步发电机

针对现有一些混合励磁同步发电机气隙磁场调节范围小的问题,提出了一种具有宽范围调磁能力的混合励磁同步发电机,该发电机由4个永磁磁极和4个铁磁磁极组成。基于等效磁路法,分析了该混合励磁同步发电机气隙磁场调节原理。采用Maxwell软件对该发电机进行了仿真,得到了该发电机的空载特性、调节特性和线电压波形,并与实验结果进行了比较。当励磁电流从0增加到8 A时,线电压增加了104.2%,表明了该混合励磁发电机调磁范围宽,验证了该方案的正确性,以及计算方法的准确性。     

基于印制绕组的电磁式自供电拖拉机轮速传感器研究

针对传统供电方式难以适应现代农业传感器网络使用需求的问题,设计了一种基于印制绕组和Halbach阵列的电磁式自供电拖拉机轮速传感器。装置采用中间定子、两侧转子的结构形式,基于法拉第电磁感应定律对装置的输出感应电动势进行理论推导,确定其影响参数。使用有限元仿真软件,对影响装置输出性能的磁体排列方式、线圈匝数和装置气隙等进行仿真分析,并结合实际工程经验确定了定子线圈形状和永磁体极对数等参数。设计了后端电路,其可对装置的输出电压进行整流、测量和传输,从而计算转速,并可由装置直接供电。制作了装置样机,分别开展台架标定测试和实车应用试验。试验结果表明,装置转速和电压线性拟合结果良好,决定系数R2为0.99991,在转速400r/min下整流后的直流电压输出约为3.16V,可以满足为后端电路供电的需求。与商用编码器相比,在台架测试中装置的转速测量精度保持在1%以内,实车测试中精度基本保持在5%以内,可以满足实际使用要求。     

燃料电池中频耦合逆变电源研究

把燃料电池输出的24V直流电压通过变流装置转换成220V交流电压,逆变电路克服了燃料电池输出电压稳定性差的问题,交流部分用中频耦合,减小了变压器的质量,逆变器使用较少的中间变换电路,使系统总体结构简单,功能明确。在逆变器的交交变频部分,采用双路PWM脉冲,同时,对其工作原理也进行了详尽的分析,作出了仿真结果;最后给出了逆流装置交交变频部分的电路及实验结果。     

联合收割机充电电路与使用注意事项

一、充电电路分析 E514、JL1065等型号的联合收割机采用“蓄电池—硅整流发电机—充电指示灯”电路,下面以E514型联合收割机为例,分析充电电路。 如图所示,发电机上有三个接线柱:磁场接线柱61(D~+)、电枢接线柱30(B~+)、搭铁接线柱31(多为外壳直接搭铁)。 1.发电机输出电路:30接线柱为发电机主电路输出端,有两条输出线路,一条是充电线路,电流     

车用永磁式缓速器设计中漏磁影响因素分析

以优化设计和减少漏磁为目标,运用磁路分析法建立永磁式缓速器的漏磁场模型,得到设计参数的解析式。由于参数之间的复杂函数关系,采用区间数学算法来优化永磁式缓速器的设计参数,将影响漏磁系数的非线性方程组化简为线性方程组。选取满足设计要求的目标参数——转子鼓磁感应强度Bm、气隙磁感应强度Bg,ave、漏磁系数K的最佳取值区间。使用区间迭代法,求出自变量参数的取值区间和权数pi。运用Matlab语言编程直接搜索合理的设计参数,减少了计算量和循环次数。三维有限元漏磁分析和试验均证明了设计参数选取的合理性。结果表明：永磁体高度HPM、气隙ge对漏磁系数K影响较大;区间数学Tschernikow算法在永磁式缓速器设计中是有效的。     

大功率拖拉机电液提升专用力传感器磁路设计与仿真

基于压磁效应原理,对大马力拖拉机电液提升控制专用力传感器的磁路结构进行了研究。分析了该力传感器的工况和现有柱状磁芯型力传感器的磁路工作原理,并针对其不足提出了一种十字芯型的力传感器磁路结构方案,将现有柱状磁芯型力传感器产品的受力维度从二维变为三维,在同等受力变形的基础上增大了磁路结构的变形程度,增加了磁场的偏置程度,提高了传感器的灵敏度与线性度。建立了磁结构的三维模型与磁路数学模型,并基于Matlab/Simulink模块分别建立了柱状磁芯型与十字芯型2种力传感器的系统仿真模型。结果表明,与柱状磁芯型力传感器相比,十字芯型力传感器线性度由1.85%降低为0.08%,灵敏度由0.09 mV/kN提高为0.21 mV/kN,适用于重载荷作用下电液提升系统中力的测量与控制,能够更好地适应恶劣的工作环境,提升拖拉机的耕作效果。     

低频交变磁场对红曲霉固态发酵生物量的影响

为了探讨磁场对工程菌发酵性能的影响,研究了紫色红曲霉在50 Hz低频交变磁场0～2 mT条件下,固态发酵生物量的变化规律。结果表明,磁场处理3 d对红曲霉生物量的产生具有促进作用,其中0.6 mT作用最大,提高了29.9%。0～2 mT磁场处理15 d,处理组和对照组在第11天生物量达到最大值。处理组和对照组的生物量与底物消耗量的比值无明显差异。低频交变磁场可促红曲霉生长、进而可改变其代谢途径,提高发酵效益。     

磁流体密封在水轮机主轴中的应用

为了解决目前常用的水轮机主轴密封装置易磨损、泄漏量大的问题,在水轮机主轴上采用磁流体密封技术.该密封技术具有无刚性接触,无磨损,可自行修复,寿命长等优点,选择适合密封水介质的油基四氧化三铁磁流体作为密封材料,磁性能高且价格低廉的钕铁硼永磁材料提供外磁场,并使用电磁场分析软件进行仿真计算.仿真结果表明:轴向密封靠近转轴处,径向密封靠近导磁体处,密封能力最差,最易失效;齿形、密封间隙等结构参数对密封性能影响较大,且在一定的数值范围内密封能力较强. 结合水轮机主轴密封的特点,设计出适合水轮机主轴的轴向与径向密封组合的矩形齿磁流体密封装置,轴向密封总级数为48级,径向密封总级数为20~24级,总的密封压差Δp>0.5 MPa.     

交变磁场对啤酒酵母的生长促进效应

研究交变磁场强度和作用时间对啤酒酵母的生长促进效应。试验结果表明：磁场强度小于0.2A／m时对啤酒酵母的生长繁殖无影响；磁场强度大于0.702A／m时只有抑制作用；在磁场强度为0.563A／m和0.669A／m时，作用时间为2h，磁场对啤酒酵母生长促进效应最强，其菌液浓度增长了34.01％。     

多液流通道旋转式磁流变制动器结构设计与特性分析

作为一种可以有效产生转矩、耗散运动能量的半主动阻尼器件,旋转式磁流变制动器具有转矩可调、响应速度快的特点,在汽车领域具有广泛的应用前景。设计了一种具有多液流通道的旋转式磁流变制动器,通过在旋转套筒中部设置隔磁材料改变磁场结构,引导磁力线通过未被利用的外轴向液流通道,增加了磁流变制动器产生流变效应的工作区域,从而将制动器有效阻尼间隙从常规2段增加为4段。阐述了多液流通道旋转式磁流变制动器工作原理,并推导了其转矩数学模型。采用有限元法对磁流变制动器电磁场进行建模仿真,分析了磁流变制动器不同液流通道区域磁场强度分布规律。搭建了旋转式磁流变制动器制动转矩特性测试试验台,对不同加载电流及不同转速下的磁流变制动器转矩性能进行了试验分析,结果表明,加载电流为1.8A、转速为600r/min时,制动器转矩可达61.4N·m,试验结果与仿真结果基本一致;转速变化对制动器转矩基本无影响。     

基于磁场FE和CFD的磁流变阻尼器力学性能分析

针对某重型机械中安装的双出杆双线圈可复位式磁流变阻尼器，利用实验和仿真方法对其在特定冲击作用下的力学性能进行分析。利用磁场有限元(FE)和计算流体动力学(CFD)的单向耦合数值模拟方法，建立含隐式动网格边界的阻尼器数值模型，通过准静态实验对模型进行了验证。利用基于C语言的用户自定义函数(UDF)定义磁流变液体的本构模型，捕获磁场作用区域。结果表明，在持续通电的情况下，受到冲击后，阻尼器速度在80ms内降至零，但活塞在复位过程中停在位移为1.3mm处，控制电源断开后能够使其完全复位。     

磁场结构对径向流磁流变阀动态性能的影响

针对不隔磁径向流磁流变阀磁力线只在径向阻尼间隙中垂直分布导致压降小的不足,提出并设计了一种隔磁径向流磁流变阀。通过设置隔磁零件来改变磁场结构,使磁力线形成蜿蜒式走向而被引导到不隔磁径向流磁流变阀中未被利用的轴向阻尼间隙,从而增加磁流变阀中产生磁流变效应的工作区域,在不增大阀尺寸前提下实现增加液流通道有效阻尼长度的目的。采用有限元法对外形尺寸和液流通道结构完全相同的不隔磁和隔磁磁流变阀进行建模仿真分析,以观察磁流变阀隔磁和不隔磁结构对磁力线路径和磁感应强度分布规律的影响。同时在动态性能测试平台上对不隔磁和隔磁径向流磁流变阀压降及响应性能进行试验测试对比。仿真和试验结果均表明:隔磁径向流磁流变阀由于设置了隔磁零件,可使磁力线在轴向和径向阻尼间隙中均匀分布,使其压降比不隔磁磁流变阀的压降大。另外,由于轴向阻尼间隙受到磁场的作用,隔磁磁流变阀具有更大的上升响应时间。     

永磁变刚度机构柔性机器人力学特性研究

提出了一种柔性机器人用永磁变刚度机构。由于电动机转矩有限,在不用增加绳索拉力的情况下,通过该机构实现了柔性机器人关节更强的变刚度能力。该永磁变刚度机构主要由磁弹簧单元和滑轮绳索单元构成。通过虚位移法建立了弹簧磁力和绳索拉力解析模型,通过实验对永磁体间磁力和绳索上的拉力进行测量,测量结果和模型计算结果基本吻合。其结果表明,永磁体间磁力、绳索拉力和刚度随永磁体间气隙减小呈非线性增加,随永磁体长度和平均半径的增加而增加,保持三角形结构高不变,绳索拉力和刚度随着三角形结构底长的增加而增加,减小滑轮半径,可以进一步增加绳索刚度变化范围。     

油菜直播地表土壤物理机械特性参数测量装置研究

针对油菜直播地表农田土壤物理机械特性参数室内测量费时费力、田间测量仪器功能单一等问题,设计了一种油菜直播地表土壤物理机械特性参数测量装置,实现集成测量土壤含水率、坚实度、粘聚力和内摩擦角4种土壤物理机械特性参数且测量结果可以通过手机APP实时储存显示。装置基于自走式移动平台实现行走控制,以STM32单片机为核心控制器,利用FDR传感器获取土壤含水率,通过圆锥贯入部件测量土壤坚实度和抗剪切强度参数(包括粘聚力和内摩擦角)。分析了装置的圆锥贯入部件和土壤含水率检测部件测量原理,设计了装置测量控制系统硬件电路及软件,开展了传感器标定试验,确定了柱式压力传感器、薄膜压力传感器和土壤水分传感器的输入输出响应关系。选取71个土壤样本,融合土壤含水率和基于圆锥受力平衡关系获取的摩擦因数,运用最小二乘法建立了土壤粘聚力和内摩擦角数学测量模型,模型决定系数R²分别为0.932和0.956。开展了装置田间测量试验,对土壤含水率、坚实度、粘聚力和内摩擦角进行集成测量,结果表明：相较于AYD-2型土壤坚实度仪、干燥箱干燥法和ZJ-D型直剪仪测量结果,油菜直播地表土壤物理机械特性参数测量装...     

交变磁场对猴头菌生长及胞外多糖的影响

以猴头菌为研究对象,通过改变磁场强度和作用时间,研究交变磁场对猴头菌生长效应的影响.试验结果表明:磁场对猴头菌胞外多糖的作用相对菌丝的作用有滞后性,在磁场强度为1.06A/m,作用时间为12h时,磁场对猴头菌菌丝的生长促进作用最强,猴头菌的菌质干质量增长率达140.1%;作用时间为24h时,猴头菌胞外多糖质量浓度增长率达100.8%;作用时间为48h时,磁场对猴头菌胞外多糖的生长促进作用最强,猴头菌胞外多糖质量浓度增长率达271.7%.在作用时间为24h时,磁场对猴头菌胞外多糖的生长促进作用最强的磁场强度为0.8A/m,猴头菌胞外多糖质量浓度增长率达187.5%.