基于静电场原理的光学电压传感器研究

文章分析传统电磁式电压互感器的缺陷,并提出一种基于静电场的光学电压传感器的设计思路,建立静电场下铝薄膜的受力模型,最后推导出圆膜的扰度与被测电压的数学关系。     

基于Ansoft Maxwell 14仿真软件分析气隙对电机噪声的影响

文章基于Ansoft Maxwell 14 2D软件对电机分别在气隙为2.3mm与气隙为1.8mm的情况下进行仿真分析,比较得出适当的增大气隙,可降低气隙磁导,削弱气隙谐波磁场,从而使得电机噪声减小。通过典型实例验证了该结论,文章对改善电机噪声方面有一定的参考意义。     

青饲料裹膜机控制系统开发

目前,国内现有青贮裹膜设备多采用半自动化电液控制,裹膜压力不能精确控制,致使每个草捆的密度有很大差异。为解决上述问题,在硬件上,9GMG-50型青贮圆捆裹膜机控制系统以AVR单片机系统为核心控制器控制PVG电磁阀;软件上,系统实时检测并提示机手青贮饲料圆草捆裹膜进展情况,动态统计草捆质量及田地总产量。农机手通过操作配套控制器,实现了对青贮饲料圆草捆裹膜的全程自动控制。     

多针电极喷雾刀梁静电场特性与雾化效果研究

建立了多针电极喷雾刀梁静电场求解模型,采用Ansoft Maxwell软件分析了多针电极喷雾刀梁空间中电压及电场强度的分布规律,并研究了针电极间距对静电场的影响,通过激光粒度分析仪测量分析了不同针电极间距的刀梁雾化粒径分布规律。结果表明:针电极可将该刀梁附近的最高电场强度提高到2.7×106V/m,针电极附近的电场变化幅度最大,针电极最佳间距为2 mm时多针电极下端可形成分布均匀的高场强区域,此时该刀梁静电喷雾的雾化粒径减小到42μm,且粒径分布均匀,该实验结果与计算结果吻合。     

开关磁阻电机非线性建模及转子极弧系数优化

选用开关磁阻电机作为四轮独立驱动电动汽车的驱动电机,根据电动汽车的需求,确定开关磁阻电机的设计参数。利用电磁仿真软件Ansoft Maxwell进行分析,得到磁链、电流和转子位置的关系曲线。在MATLAB中建立磁链、电流和转子位置三维查表模块,利用反插值求得电磁转矩。在MATLAB中建立电磁转矩、电流和转子位置三维查表模块。运用机械运动方程和电压平衡方程。在Simulink中搭建开关磁阻电机非线性模型。针对开关磁阻电机转矩波动大的问题,提出通过优化转子极弧系数,降低转矩波动系数。     

基于锥状电极的新型接触式静电喷雾装置研究

为了利用锥状电极尖端放电的优越性以改善接触式静电喷雾装置的静电喷雾性能,设计了一种新型接触式充电静电喷雾装置。通过Maxwell 3D电磁场软件分析了锥状电极尖端放电的特性,分别进行了荷质比、雾滴群体积中径值测定和叶背沉积量等试验研究。研究结果表明:在平行板电容器中加载5个锥状电极的方案在同等喷雾条件下静电喷雾性能最优。该方案在同等喷雾条件下荷质比达0.46mC/kg,同等靶标下背面沉积量在上、中、下3层分别提升90、40、20μg/cm~2,提升幅度达到两倍以上。所使用的基于Maxwell 3D电磁场软件的优化设计方法,为接触式静电喷雾装置的进一步研究提供理论依据与参考。     

隔磁环及导磁材料对磁流变液测功机磁路影响分析

磁路环境是制约磁流变液装置正常工作的最主要因素,良好的磁路环境使磁流变液测功机具有更佳的经济性和实用性。以新型磁流变液测功机为研究对象,利用Ansoft Maxwell软件对其进行磁场仿真,研究隔磁环和导磁材料对磁流变液测功机磁场性能的影响。通过搭建磁流变液加载磁场试验台架,对3种不同体积百分比的磁流变液样品进行磁场加载试验,相同电流下仿真结果与试验结果平均误差为8.9%,证明仿真方法的可行性。研究表明,体积分数对磁流变液工作间隙处的磁感应强度影响极其微小;磁流变液测功机工作间隙内磁感线分布较为均匀,磁感应强度在120～162 mT范围内,且不同影响因素对磁流变液测功机工作间隙内的磁感应强度有不同程度的影响。     

2-D数字阀用低惯量旋转电磁铁及其矩角特性研究

针对传统2-D数字阀用电-机械转换器转动惯量大、动态响应低的不足,研制了一种空心杯转子结构的低惯量旋转电磁铁.通过磁路解析讨论了电磁铁结构和运行参数对输出力矩的影响;基于Ansoft/Maxwell 3-D平台对其矩角特性进行了有限元模拟.试验结果和仿真结果基本一致,该低惯量旋转电磁铁具有较大的静力矩,其矩角特性近似于正弦波形,可用作高频2-D数字阀的电-机械转换器.     

鼠笼异步磁力联轴器在耐高温磁力泵中的应用

为了对耐高温磁力泵进行设计和研究,保证磁力泵能够顺利启动和正常工作,对磁力泵中鼠笼转子异步磁力联轴器和泵的机械性能进行了对比分析.根据泵的基本性能公式,推导了泵的转矩与转速之间的关系.利用Ansoft Maxwell软件对鼠笼转子异步磁力联轴器进行有限元瞬态分析,得到转矩和转差率之间的关系,并分别对磁力联轴器的启动和正常工作两个阶段的磁场、扭矩进行了研究.通过将泵与磁力联轴器的性能进行综合分析,得出不同的磁力泵在不同转速下的扭矩、转差率等参数,并得出特定参数条件下泵与磁力联轴器的最优组合.试制出耐高温磁力泵样机进行试验验证,试验结果表明：在泵达到最高效率时,磁力泵的试验扭矩与理论分析得到的扭矩误差较小,说明磁力泵达到了最优化的设计结果,并验证了理论分析的正确性.     

鼠笼异步磁力联轴器在耐高温磁力泵中的应用

为了对耐高温磁力泵进行设计和研究,保证磁力泵能够顺利启动和正常工作,对磁力泵中鼠笼转子异步磁力联轴器和泵的机械性能进行了对比分析.根据泵的基本性能公式,推导了泵的转矩与转速之间的关系.利用Ansoft Maxwell软件对鼠笼转子异步磁力联轴器进行有限元瞬态分析,得到转矩和转差率之间的关系,并分别对磁力联轴器的启动和正常工作两个阶段的磁场、扭矩进行了研究.通过将泵与磁力联轴器的性能进行综合分析,得出不同的磁力泵在不同转速下的扭矩、转差率等参数,并得出特定参数条件下泵与磁力联轴器的最优组合.试制出耐高温磁力泵样机进行试验验证,试验结果表明：在泵达到最高效率时,磁力泵的试验扭矩与理论分析得到的扭矩误差较小,说明磁力泵达到了最优化的设计结果,并验证了理论分析的正确性.     

不同扁平率无内环液力变矩器设计与性能分析

提出一种扁平化无内环液力变矩器,研究不同扁平率和有无内环对其性能的影响.采用基于椭圆的扁平循环圆设计方法,设计3种不同扁平率的无内环循环圆且叶形为空间扭曲的扁平化液力变矩器.利用CFD软件对不同扁平率的无内环变矩器进行数值模拟,分析了内部流场的压力和速度分布,得到了扁平率和有无内环对变矩器流场和性能的影响规律.     

基于Ansoft的开关磁阻电动机启动特性的瞬态分析

利用Ansoft公司的Maxwell2D瞬态模块建立了开关磁阻电动机(Switched Reluctance Motor简称SRM)的仿真模型,并对SRM的基本特性以及启动过程进行了仿真研究。这对开关磁阻电动机的优化设计及其控制系统的设计具有很大的帮助作用。     

喷针-环形电极配置对感应荷电喷雾的影响

为充分了解喷针-环形电极配置对静电喷雾所产生的雾滴荷电性能的影响,以Ansoft Maxwell电磁场分析软件为工具,对感应荷电喷雾中喷针与环形电极的各种配置情况进行了数值模拟计算,得出了在不同电极配置方式下静电场的分布特征,并以此为依据,结合感应荷电的原理进行了喷针-环形电极配置对电喷雾雾化效果的试验.结果表明:在所有的喷针-环形电极配置方式下,喷针周围电场强度均为最高并且沿着轴向方向迅速减弱;通过增加充电电压或改变电极配置中的相关几何尺寸,针尖周围的电场强度也随之升高;在考察的几组电极参数中,喷针长度为25mm,环形电极厚度为4mm时,所得到的电场强度最高,感应荷电效果最好.喷针与环形电极相对位置的不同会导致电场方向出现很大差异,进而导致雾滴的运动轨迹不同.仿真结果可为电极结构的合理配置以及感应荷电喷雾的雾化效果提供设计基础和理论依据.     

永磁同步直线电机推力特性有限元仿真分析

为提高永磁同步电机的驱动性能,对永磁同步直线电机的推力波动特性进行分析,提出减小推力波动的有效措施.采用有限元分析软件Ansoft Maxwell建立开放式槽、半封闭槽、全封闭槽的PMSLM二维仿真模型,对不同齿形的PMSLM的磁力线分布、平均推力、齿槽力、推力波动进行了分析比较.结果表明,相对于开放式槽和全封闭槽,采...     

基于响应面法的永磁联轴器优化设计

为优化筒式永磁联轴器结构,建立其参数化有限元仿真模型,以增加转矩涡流损耗比为优化目标的响应面法为设计思路,以磁极对数、永磁体厚度、铜套厚度、气隙厚度等主要结构参数为设计变量,通过Design Expert软件中Box-Behnken组合设计方法进行响应面试验设计,利用Ansoft Maxwell有限元分析软件仿真结果确定样本数据,进一步拟合出永磁联轴器优化目标的响应面回归模型,分析模型的有效性并进行优化求解。优化结果表明,结构优化后的永磁联轴器转矩涡流损耗比从0.133 0 N·m/W增加到0.144 8 N·m/W,提升了8.87%,使得永磁联轴器结构得到优化,传动性能得到改进,进一步验证了本文设计方法的有效性和设计结构的合理性。     

电磁式MOEMS扫描光栅微镜驱动系统结构优化

基于现代农业发展对微型近红外光谱仪的迫切需求,对微型近红外光谱仪的电磁式MOEMS (Micro optical electronic mechanical system)扫描光栅微镜驱动系统进行结构优化改进,旨在解决MOEMS扫描光栅微镜驱动电压高、扫描角度小等问题。通过利用专业磁场仿真软件Maxwell 16.0对不同尺寸和材料属性永磁铁进行优化仿真,得到牌号分别为N38和N52的钕铁硼（NdFeB）作为电磁式MOEMS扫描光栅微镜的工作磁铁。在此基础上,设计制造2个相同尺寸的电磁式MOEMS扫描光栅微镜芯片A1和A2,并分别结合永磁铁N38和N52开展性能测试。测试结果表明：相比磁性较弱的N38,当电磁式MOEMS扫描光栅微镜芯片A1和A2在永磁铁N52的作用下达到最大机械扫描半角时,驱动电压分别降低6.6%和8.6%,最大机械扫描半角分别增大20.2%和17.4%;此外,通过对比分析机电性能测试结果可知,通过结合永磁铁N52,电磁式MOEMS扫描光栅微镜能够获得更优异的机械扫描性能。研究结果对于提升光谱仪的光谱检测范围以及检测精度具有实际应用价值。     

基于Ansoft仿真及DOE对永磁直流无刷电机的电磁设计

文章利用Ansoft软件建立了电机磁场有限元分析模型,对磁场分布和电枢反应进行了分析,调整电机设计参数,对电机的高密度性能进行理论分析,给出电机仿真结果。     

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。     

挖掘机负荷传感泵控系统的分析

对挖掘机各类负荷传感系统（LSS）进行了系统分析研究,给出了OLSS,CLSS,ELSS3种负荷传感系统数学模型,仿真曲线,并提出了3种负荷传感系统的设计思路,为设计研究提供了理论依据,研究结果表明,OLSS系统和CLSS系统都有明显的节能作用,OLSS系统稳定性好,CLSS系统敏感度强,动态响应能力好。     

夹持输送式残膜捡拾机气力脱膜机理研究

为防止残膜二次缠绕,以提高脱膜的可靠性,研究并设计一种夹持输送式农田残膜捡拾机构与气力脱膜机构相结合的新型残膜捡拾机。基于气力脱膜机构的气流力场对脱膜效果的影响极大,通过分析影响气力脱膜的因素,确定脱膜所需气流力场的大小和方向,并运用ADAMS软件对脱出残膜在气力作用下的运动轨迹进行仿真,分析不同气流倾角的变化对残膜运动轨迹的影响,确定气流脱膜位置点;然后采用SolidWorks软件对脱膜输送风道和气流出口形状进行几何建模,并利用ANSYS软件对不同气流出口模型进行流场模拟分析,进而确定气流出口形状。结果表明,在气流力场大小至少为1.12N、气流出口倾角为38°、采用圆形气流出口形状、气流速度至少为10.5m/s时,能够很好的满足脱膜所需条件。研究结果可为气力脱膜的残膜回收机械的研制提供参考。