基于ANSYS的间隙式永磁吸附爬壁机器人的磁场分析

针对永磁吸附爬壁机器人,提出了一种新型的采用了矩形永磁体的间隙式吸附方式,并在Ansys的Magnetic-nodal环境下进行了永磁体的磁场分析,得出不同间隙条件下的磁场变化规律和吸附力。永磁体的磁场强度采用数值计算得出解析表达式的方法通常比较复杂。而有限元分析的方法则为磁场分析提供了一条快速、有效的路径。     

GPS40—9F犁屏蔽泵的设计

为提高屏蔽泵的性能和缩短设计周期,在数值模拟的基础上对GPS40—9F型屏蔽泵的屏蔽电机和泵的水力元件进行了设计．利用ANSYS参数化设计语言APDL编写命令流完成磁场模拟过程,并对屏蔽电机的两个模型所计算得到的磁力线、磁流密度分布进行对比分析．对屏蔽泵的水力部件进行三维建模,运用CFX软件对多个不同工况点下的流场进行模拟,分别采用SIMPLER算法及SIMPLE算法进行迭代运算,对比分析了后处理得到的压力云图．结果表明,模型2的气隙磁通大于模型1,说明屏蔽电机设计成细长型更有利于机电能量转换．在相同模型、相同网格条件下,采用SIMPLER算法的计算效率要高于SIMPLE算法,SIMPLER算法具有更好的收敛效果,并将模拟计算结果与试验数值进行对比,验证了数值模拟计算的可行性和准确性．     

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。     

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。     

电工技术基础讲座之二十一

第二节 三相异步电动机 的工作原理 一、磁场对电流的作用 有电流的导体叫做载流导体。实践证明:当载流导体处在磁场中时,要受到电磁力的作用,使它向一定方向运动。其电磁力的大小与磁场的强弱（磁感应强度B）,导体中通过电流的大小（电流强度I）及导体在磁场中的有效长度L成正比。在均匀磁场中,当导体与磁场相互垂直时,电磁力的大小可由下式计算。 F=BIL式中 B——磁感应强度,单位为韦伯（Wb）; I——导体中的电流强度,单位为安培（A）; L——导体在磁场中的有效长度,单位为米（M）;     

车用内置式永磁同步电机电感参数辨识方法

设计了一种用于电感参数辨识的高频响应电流处理方法,辨识出了电机的直、交轴电感参数,并且分析推导了逆变器非线性因素对电感参数辨识精度的影响。通过对响应电流进行两个延时滤波和两个同步轴滤波分析,剔除了基波和其他高频杂波,精确地得到高频电流的正、负相序幅值,辨识出了直、交轴电感参数。该在线参数辨识方法不仅在电机静止时能进行辨识,而且在电机正常运行的各个负载和速度下也能辨识出电感。电机实验结果表明,在不同负载和转速下的直、交轴电感辨识结果准确度较高,有助于电机驱动系统性能的改进。     

生物育种用无极调频可变磁场发生器的研究

装置分为输出磁场的磁路部分、激励磁场的电路部分,以及以DSP为控制核心的控制部分。磁路部分设计为带气隙的环回形,励磁线圈中配有铁氧体磁芯可以大大增强装置输出的磁场强度,交变磁场产生于气隙即为实验区。电路部分采用的是桥式拓扑结构,控制部分采用改进的锁相环使得逆变器工作在小感性的准谐振状态,确保整个装置安全、稳定、高效的运行。最后通过仿真验证了装置的可行性,实验结果表明:该交变磁场发生装置能够连续地调节磁场频率和场强,育种效果得到认可。     

起动电动机的检查

一、磁场线圈的检查 磁场线圈是用截面积较大的裸扁铜线统成。匝间绝缘是一层电工绝缘纸,线圈外部绝缘是用布带包扎再进行浸漆处理。因而线圈内部不会发生断路,断路多发生在机壳上磁场接线柱与线圈抽头焊接处,一般可在外部直接查出。线圈故障大部分是搭铁或匝间短路。 1.磁场线圈搭铁的检查。由于线圈外表的     

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。     

混合动力汽车电机最优工作曲线确定与应用

在并联混合动力汽车最优工作曲线控制策略的研究中,都是以发动机为主控对象,令其工作在最优曲线上以提高整车的燃油经济性,但电机在工作中的效率并不一定是最佳的.以混合动力汽车另一个动力提供源--电机为主控对象,通过找寻电机最佳效率工作曲线,制定相应的电机最优工作曲线控制策略.与逻辑门限值控制策略的仿真进行对比,结果表明电机最优工作曲线控制策略可以使整车百公里燃油消耗量降低9.5%,电机平均工作效率提高23%.     

背压对液压马达效率影响的探讨

以斜轴式轴向柱塞液压马达为例,建立液压马达效率的数学模型,分析背压对其效率的影响,通过仿真计算和效率测试,得到定负载和定转速下不同背压时的液压马达效率。结果表明,背压的存在,使摩擦转矩增大,液压马达机械效率降低,特别是低负载工况下效率降低更为严重;背压对容积效率影响较小。     

农田灌溉节能节水智能控制系统的研究

介绍了农田灌溉节能节水智能控制系统的设计原理,提出了电动机带载软起动和软停止控制、末端无功补偿控制、IC卡预付费多用户三相电能计量管理;设计出了集控制、补偿、管理于一体的新型灌溉控制系统;该系统通过电动机的平滑软起动解决水锤问题,利用低压电能无功补偿实现节能控制,利用预付费多用户三相电能计量实现谁插卡谁灌溉的节水管理。具有平滑起停、节能节水和低成本的特点,特别适合于农田灌溉控制和管理。     

基于S-函数的无刷直流电机双闭环速度控制系统仿真

在分析无刷直流电机(BLDCM)数学模型及相关文献的基础上,采用S-函数对三相绕组梯形反电势、绕组端电压、星形连接中性点电压及电流反馈采集过程等难点进行建模;采用转速、电流双反馈对无刷直流电机调速系统进行建模。仿真与试验数据的对比分析证明了该方法的有效性。该方法提高了仿真计算效率,较准确实现了对实际三相PWM端电压及由于换向造成的电枢电流动态变化的模拟。该建模方法已被用于对汽车电动液压助力转向系统的研究。     

Fe3O4水基磁性液体的制备及性能研究

采用Fe₃O₄作为磁性颗粒,水作为基载液制备磁性液体,制备方式为高速机械搅拌法,通过改变磁性颗粒制备出稳定的水基磁性液体。笔者运用VSM技术研究了样品磁性能,研究不同因素和水平对磁性液体的影响。研究表明,磁性液体样品的饱和磁化强度为11.75emu/g,与理论值相差2.8%,认为其磁学性能良好。     

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。     

Halbach阵列磁力联轴器传动转矩的数值计算

为提高磁力泵磁力联轴器的传动转矩,对Halbach阵列的特点和制造方法进行阐述,并分析了Halbach阵列的磁场分布情况及磁体的磁化规律.基于ANSYS求解磁传动转矩的基本原理,应用ANSYS软件对24极式Halbach型磁力联轴器的气隙磁场进行有限元分析,研究转角差、气隙厚度、永磁体厚度以及轭铁厚度对磁力联轴器传动转矩的影响.计算结果表明：Halbach型磁力联轴器的传动转矩随转角差呈正弦周期性变化,且在转角差为磁极张角一半时取得最大值;在满足结构要求的前提下应尽量减小工作气隙厚度以提高其传动转矩;随着永磁体厚度的增大,其传动转矩值变化较大且在使用较大尺寸永磁体时更能充分体现Halbach阵列的单边聚磁特性;随着轭铁厚度的增大,传动转矩呈下降趋势但影响很小,因此,在设计Halbach型磁力联轴器时可以取消轭铁结构以降低转动惯量,从而增强联轴器的传动性能.     

磁力泵磁力联轴器传动的影响因素

为研究磁力泵磁力联轴器的传动性能影响因素,基于Ansoft-Maxwell软件对设计模型进行数值计算,定性分析模型在不同磁极对数和磁钢间隙时对磁转子传动性能的影响.以磁转矩与磁涡流损耗作为评价指标,分别设计4~26对不同排列方式的磁块,并对磁转子的磁场分布进行分析,求得不同磁极对数下磁转子的磁转矩峰值、磁涡流损耗平均值以及离套所受内外磁块的合力F_n的大小,得到设计模型在16对时磁转矩与磁涡损达到最佳值.以16对磁极对数磁转子为例,单一改变相邻磁钢间的间隙度数,分别从1°,2°,3°,4°共4种不同情况下,研究间隙大小对磁转矩与磁涡流损耗的影响规律,结果表明,增大磁钢间隙会导致磁转矩与磁涡流损耗有小幅度减小,但在间隙中间加入基体A3钢且保持其他条件不变时,会导致磁涡流损耗值增大1.2倍左右.研究的结果可为磁力泵磁转子参数化设计提供一定参考.     

嵌入式超磁致伸缩构件多场耦合优化

建立了嵌入式超磁致伸缩GMM构件的机、电、磁、热多场优化模型,并采用多目标遗传算法实现了GMM构件的多场耦合模型优化。由GMM构件的一般设计准则和异形孔精密加工工艺要求,确定模型优化目标包括:合理的驱动刚度和较大的抗扭转刚度;驱动线圈效率系数大;空心线圈产生的高强度磁场;减少导磁回路磁阻,使GMM内部磁场强度高;强制水冷腔的散热效率高。优化变量包括:GMM的尺寸、导磁材料的磁导率以及磁回路、线圈、水冷腔体的结构。根据设计要求选取变量范围,采用非支配排序遗传算法(NSGA)在整个参数空间内搜索,得到了GMM构件主要结构参数,并通过试验和磁场仿真验证了结构设计方法的正确性。     

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.