磁力联轴器涡流损失的数值计算与试验

为研究转速、隔离套材料以及转角差对磁力联轴器涡流损失的影响规律,对圆筒型磁力联轴器进行稳态磁场数值计算.计算结果表明:涡流损失随转速的提高成倍增长,转速为3 000 r/min时的涡流损失值约为500 r/min时的24倍;材料电导率不同,所制成的隔离套涡流损失也不同,钛板TP340电导率为304SS的1.65倍,其涡流损失为后者的1.61倍;在1个磁极周期内,转角差增大1°,涡流损失值约增大1%.对该磁转子进行试验测试,结果表明:在转速分别为3 000,500 r/min条件下,304SS隔离套的涡流损失之比是23.0,而TP340隔离套的涡流损失之比为24.6;涡流损失随耦合长度减小而减小,且在高速下减小更多,耦合长度每减小10 mm,转速500 r/min时涡流损失值约下降3.6%,转速3 000 r/min时涡流损失值约下降10%.对比数值计算与试验结果,其能量损失变化趋势较一致.     

考虑定常能量损失因子的柱塞泵效率特性建模

针对轴向柱塞泵效率特性模型难以保证全工况下模型预测精度的问题,提出利用定常能量损失因子对现有的轴向柱塞泵总效率计算模型进行优化.首先,利用能量守恒定律对轴向柱塞泵的能量损失构成进行了研究,分析了轴向柱塞泵总效率计算模型误差产生的原因;其次,建立了全工况下轴向柱塞泵效率特性模型,并验证了其有效性;最后,对变排量工况下轴向...     

基于平衡附加力原理的微动放大机构设计与实验

微动机构是实现超精密定位的重要部件。本文基于平衡附加力原理设计一种放大比可调的精密微动放大机构,并完成机构强度、动态、运动学分析。基于平衡附加力原理设计了一种无附加力及位移的微动放大机构,可确保运动过程的安全性及精密性。采用有限元法完成了机构强度分析,结果表明系统强度满足设计要求。采用有限元法及实验分析完成了机构的动态性能分析,二者最大相对误差为9.41%,结果表明机构动态性能符合设计要求且运动过程中不会发生共振。采用理论计算、有限元分析及实验分析完成了机构运动学分析,在完成3种方法线性拟合基础上解析了机构运动方程,微动放大机构理论与实验分析相对误差为9.4%（二者最大绝对误差为0.85μm）,有限元与实验分析相对误差为7.8%（二者最大绝对误差为0.57μm）,运动线性拟合相关系数不小于0.998。结果表明微动放大机构具有强度及动态性能优良、运动精密、线性度高等优点。     

基于BBSRIA的测量系统动态精度损失分解与溯源

利用单子带信号重构改进算法在信号分解中的优势,实现了对测量系统动态精度损失信号的有效分解,得到测量系统各主要结构单元的频率成分,在此基础上利用神经网络所具有的输入到输出之间的非线性映射能力完成求解各频率成分所包含的未知参数.同时根据测量系统内部各结构单元的误差特性完成分解信号的溯源.实验结果表明利用单子带信号重构改进算法可以实现精度损失信号的可靠分解与溯源.     

基于J—A模型磁滞回线仿真及有效性研究

分析变压器、发电机等铣芯设备的暂态行为时,常用分段线性化的磁化曲线代替磁滞回线,但这种方法存在计算误差和震荡问题。分析J-A磁滞回线模型的基本原理,用等式变彤方法推导出逆J—A模型,分析其计算稳定性差的可能原因。根据已有参数,应用J—A模型对实际磁性材料的动态磁滞回线进行仿真分析,研究结果表明,涡流损耗对磁滞回线的影响较大。     

基于CAN总线的电涡流测功村励磁电流控制系统的开发

介绍了一种基于CAN总线开发设计的电涡流测功机励磁电流数字控制系统,给出了该系统的硬件总体结构设计和软件设计流程。并详细介绍了系统的控制策略,以及CAN总线控制器结构。实验证明整个系统具有可靠性高,精度高,功能化和模块化等优点。同时具有一定的可扩展性。     

基于神经网络的电涡流缓速器制动力矩特性研究

针对电涡流缓速器在高速时计算力矩同电涡流缓速器的实际输出力矩存在较大偏差的缺点,提出了一种基于神经网络的电涡流缓速器制动力矩模型,研究了现有的电涡流缓速器控制系统,提出了基于神经网络的电涡流缓速器的PWM控制系统,通过实验说明了基于神经网络模型对实际制动力矩曲线的逼近效果非常有效.     

基于Prandtl-Ishlinskii模型的气动肌肉迟滞特性动态建模与控制方法

现有迟滞模型由于采用离线参数辨识方法,难以表征气动肌肉迟滞的时变性和负载相关性,极易产生较大的建模误差。为了精确表征气动肌肉的迟滞特性,利用Prandtl-Ishlinskii（PI）模型描述气动肌肉的位移-气压迟滞特性,并采用带遗忘因子的递推最小二乘法在线辨识PI模型参数。在此基础上,结合PI逆模型设计了一种带有前馈在线补偿的复合控制方法用于气动肌肉的运动控制。同时搭建相应的实验装置进行了气动肌肉迟滞建模和运动控制实验。实验结果表明,采用在线参数辨识方法后的PI模型能有效描述气动肌肉迟滞的负载相关性,且极大地降低了负载变化带来的控制误差。     

车用转筒式电涡流缓速器结构参数研究

介绍了转筒式车用电涡流缓速器的结构,提出了运用正交回归旋转设计来分析结构参数对制动力矩的影响程度,并且进行了试验验证。试验结果和分析为转筒式电涡流缓速器的优化设计打下了基础,为缓速器产品系列化设计提供了依据。     

棒状铁镓合金磁滞特性和功耗特性分析

铁镓合金的磁滞和功耗特性是研究磁致伸缩换能器工作效率的基础特性。基于霍尔效应和法拉第电磁感应定律设计了一套磁致伸缩材料磁特性自动测试系统,利用该系统分别测试了铁镓合金棒不同磁场频率和不同磁感应强度下的磁滞回线,得知矫顽力和剩磁都随磁场频率和磁感应强度的增加而增加。基于磁滞回线计算了相同磁感应强度在不同磁场频率下的电磁损耗和介质储能,通过对电磁损耗曲线进行拟合,将电磁损耗分离为磁滞、涡流和剩余损耗。结果表明:磁感应强度为1 725 m T时,磁场频率由30 Hz增至70 Hz,电磁损耗和介质储能分别增加了3.24倍和1.96倍,分离后的磁滞、涡流和剩余损耗分别增加了1.33倍、5.26倍和7.35倍。磁滞损耗所占比例由56.87%下降至31.31%,涡流损耗所占比例由32.98%上升至48.69%,剩余损耗所占比例略有上升。对于高频工作条件下的铁镓换能器,通过对铁镓棒切片处理,减小了涡流损耗,提高了铁镓换能器的工作效率。     

永磁式涡流缓速器制动性能影响因素敏感性分析

在分析永磁式涡流缓速器制动力矩与结构参数关系的基础上,将均匀设计和回归分析方法引入到永磁式涡流缓速器制动性能影响因素敏感性分析中。以某型号的永磁式涡流缓速器为例,建立了制动力矩随转子鼓内半径、永磁体周向长度、气隙宽度、转子鼓轴向宽度和永磁体高度5个结构参数变化的回归模型,重点讨论了结构参数间交互作用以及各结构参数对制动力矩的影响程度,基于均匀试验设计和制动性能敏感性分析的结果,采用全排列法对结构参数进行了优化。     

基于Rogowski永磁式涡流缓速器电磁场与制动力矩研究

永磁式涡流缓速器电磁场分析是其设计的核心.为了研究永磁式涡流缓速器电磁场分布,将缓速器的永磁体等效为磁化电流,从麦克斯韦方程组出发,应用Rogowski方法,研究了气隙磁场分布,计算了转子鼓中的涡流密度,推导出了永磁式涡流缓速器的制动力矩计算公式.采用Rogowski方法不仅清楚地揭示出永磁式涡流缓速器的电磁场物理本质,而且制动力矩理论计算值与缓速器台架试验结果的误差小于10%,在可接受范围内.     

基于超大涡模拟的翼端间隙流湍流特性与损失机理分析

为探明不同翼端间隙条件下水翼端部间隙区湍流特征及间隙湍流损失机理,以NACA0009型钝尾缘水翼为研究对象,采用基于SST k-ω湍流模型的超大涡模拟方法,分析了间隙宽度τ（分别为0.1c和0.02c）和翼端倒圆半径r（分别为0,0.5%c和1%c）对间隙区涡系结构、湍流雷诺应力、湍动能和湍流损失的影响。结果表明,不同间隙条件下,间隙流动的雷诺应力分布与间隙涡系分布趋于一致,以法向正应力〈v′v′〉和展向正应力〈w′w′〉为主。大间隙下（τ=0.1c）,湍动能和雷诺应力主要分布在间隙分离涡区域,速度梯度〈v〉/z和雷诺应力〈w′w′〉主导间隙分离涡区域的湍动能生成,随翼端倒圆半径增加,间隙湍流损失因间隙区雷诺应力的显著减小而降低;小间隙下（τ=0.02c）,间隙端壁边界层在间隙泄漏涡的强卷吸作用下形成诱导涡,间隙区湍流损失主要产生于间隙泄漏涡和诱导涡区域内,随翼端倒圆半径增大而增大,其原因是主导诱导涡湍动能生成的雷诺应力〈v′v′〉与速度梯度〈v〉/y和主导间隙泄漏涡湍动能生成的〈v′w′〉与(〈v〉/z+〈w〉/y)均随翼端倒圆半径增加而增大。     

四端法土壤电导率传感器恒流源设计与试验

土壤信息对于指导农业生产有着极为重要的作用,土壤电导率反映了土壤含水量、盐分、粘粒含量和类型等土壤信息,准确获取土壤电导率对于实现农业精细化生产意义重大。在各种土壤电导率测量方法中,四端法因其成本低、精度高、测量快速和操作简便而大量应用于实际测量;恒流源是四端法测量仪器的重要组成部分,其性能直接决定着测量仪器的精度以及测量范围。本文对比了3种恒流源对测量仪器测量性能的影响,发现采用Howland恒流源的四端法测量仪器高电导率测量能力强而低电导率测量范围较小,测量精度最高;采用改进型Howland恒流源的四端法测量仪器低电导率测量范围有所扩大,测量精度良好;采用基于差动放大器的恒流源的电导率仪低电导率测量范围最大,高电导率测量范围较优,测量精度良好。