永磁直线同步电机Halbach阵列电磁激振力建模

为实现永磁同步直线电机Halbach阵列电磁激振力的精确计算,首先建立了考虑边端效应的伪周期电磁场子域解析模型,对永磁阵列电磁特性进行精确刻画;然后,基于永磁体磁能分布原理修正相互作用磁能表征式,继而推导出基于局部虚功位移法永磁体电磁激振力计算公式;最后,通过有限元验证了永磁阵列电磁场模型,并通过堵驻推力试验间接验证了电磁激振力计算的精确性。     

大推力六相直线感应电动机数学模型及工作特性

为深入研究适用于大推力密度场合的新型动初级六相直线感应电动机的性能,对其数学模型及工作特性进行了研究。首先,将该电机初级绕组布置于动子上,提高了电机的效率和功率因数;然后,建立了abc坐标系和dq0坐标系的基本数学模型,据此阐述了电机内部复杂的电磁耦合关系;最后,基于T型等效电路,分析了大推力六相直线感应电动机的工作特性并进行了试验。试验结果与计算结果吻合较好,验证了模型的正确性。     

长初级短次级十二相直线感应电动机数学模型分析

基于大功率直线推进的要求,设计了一种新型十二相双边长定子直线感应电动机,介绍了十二相直线感应电动机的绕组结构。在此基础上,推导了十二相双边长定子直线感应电动机的ABC坐标系数学模型,分析了由电机各相端部绕组空间相对位置决定的十二相直线感应电动机端部漏感的不对称规律,并与多相旋转电机端部漏感的规律进行了对比分析;建立了仿真模型,对电机的电磁性能进行了计算。仿真实验证明了该数学模型的正确性。     

大容量空冷感应电动机通风系统优化计算

为了求解电机在额定空气流量下的风压值、完成优化冷却风机的选型,分别使用等效风路法和数值计算法计算了电机风压,结果发现两种方法计算精度相近。在此基础上,利用等效风路法推导出定子铁芯背部通风面积与电机风压降的关系式,结果表明:对于某型大容量空冷感应电动机,定子铁芯背部通风面积大于某值后,继续增加通风面积对降低电机风压作用不明显,反而会导致进入定转子径向通风沟的冷却空气流量减少,影响电机的冷却效果。     

一种消除直线永磁无刷直流电机边端效应对换相时机影响的方法

电磁弹射用直线永磁无刷直流电机的永磁体动子具有开断结构,使动子边端的磁场分布发生变形。当采用霍尔元件检测磁场实现换相时,这种边端效应就会影响换相时机。分析了这类电机的换相机理和动子开断结构对换相时机的影响,指出这类边端效应受极弧系数影响显著,并提出了利用不对称滞环比较器或简易单限比较器对霍尔输出信号进行处理从而消除这类边端效应影响的方法,实验验证了简易单限比较器方案的可行性。     

分段供电六相圆筒式直线感应电动机数学模型

为研究新型分段供电六相圆筒式直线感应电动机的运行规律,针对其不对称运行的特点,采用磁动势理论推导了气隙中与空间位置无关的脉振磁场的电感矩阵表达式,通过将其引入abc坐标系下对称的电机数学模型,从而构建描述六相圆筒式直线感应电机不对称的数学模型。在Simulink环境下,采用隐式梯形法构建该不对称模型的系统仿真模型。对样机进行仿真分析和实验验证,仿真结果与实验数据吻合良好,验证了模型的正确性。     

大型储能电机充电升速特性分析

为研究大型储能电机的风摩损耗功率对储能电机的充电升速特性的影响,根据某大型储能电机的惰转数据,首先推导了风摩损耗功率与转速的拟合表达式,并在此基础上建立了储能电机充电升速的数学模型;然后,在Matlab/Simulink软件环境下建立了相应的仿真模型;最后,对储能电机连续三次充放电过程及转速全范围情况下的充电升速特性进行了仿真计算,并通过试验验证了仿真模型的正确性。     

一种用于车载无人机弹射的直线感应电机设计

电磁弹射技术是一种高效可靠的加速驱动方式,将电磁弹射技术运用于车载无人机弹射上,具有机动灵活、通用性强等优点。首先,对车载无人机弹射的直线感应电机和端部效应进行了介绍;然后,根据无人机弹射加速指标要求,设计了一种用于车载无人机弹射用的双边直线感应电机;最后,使用有限元的方法进行了仿真,并对不同电流大小和频率下的加速过程进行了对比。仿真结果表明：该电机达到了无人机加速弹射指标要求。     

一种考虑电流过零的直线电机分段供电策略

为了解决长初级直线电机采用分段供电的驱动方式带来的电流波动、系统性能下降等缺点,以双边长初级直线感应电机为研究对象,提出了一种根据次级所在位置和电流过零点两个条件进行切换的新型分段供电策略,推导了考虑电流过零切换时分段供电暂态特性的直线电机方程,在Matlab/Simulink环境下建立了系统动态仿真模型,并在小型样机上进行了试验验证。仿真和试验结果表明:考虑电流过零切换的分段供电策略可显著减小电流的波动,满足系统性能和实际工程的需求。     

电磁发射用分段供电六相圆筒式直线感应电动机数学模型

为研究新型分段供电六相圆筒式直线感应电动机的运行规律，针对其不对称运行的特点，采用磁动势理论推导了气隙中与空间位置无关的脉振磁场的电感矩阵表达式，通过将其引入abc坐标系下对称的电机数学模型，从而构建了描述六相圆筒式直线感应电机不对称的数学模型。在Simulink环境下，采用隐式梯形法构建了该不对称模型的系统仿真模型。最后，对样机进行了仿真分析和实验验证，仿真结果与实验数据吻合良好，验证了模型的正确性。     

动圈扬声器涡流阻抗建模

由音圈涡流效应引起的涡流阻抗对小信号下动圈扬声器的高频响应影响较大。基于集总参数系统等效电路法,将涡流阻抗的幅值和相位分别表示为角频率的幂指数函数,提出了音圈涡流阻抗的幂指模型。使用激光阻抗测量系统,测量得到了3种类型6只扬声器单元的电阻抗曲线,并采用最小二乘法对实测阻抗进行曲线拟合,得到了涡流阻抗的模型参数。分析了模拟阻抗值与实测值的误差,结果表明:幂指模型的模拟结果准确反映了实测涡流阻抗随频率的变化规律,幅值和相位误差均较小,与实验吻合较好。     

活塞式磁通压缩发电机电枢涡流的有限元分析

为了研究活塞式磁通压缩发电机（P-MFCG）电枢内部涡流及周围的磁场分布，在Maxwell方程组的基础上，对电枢附近区域的磁场模型进行理论推导，得出电枢附近区域涡流场的控制方程。采用Ansoft有限元分析软件对应用于P-MFCG的柱状电枢上感应涡流、磁感应强度以及电枢所受电磁力的分布进行仿真分析，其结果对电枢的优化设计有重要参考意义。     

无人机电磁弹射器的综合制动方法

利用直线电机实现无人机在短距离内可控地加速起飞已是固定翼无人机弹射起飞一种新的发展方向。为了使飞机分离后弹射台能在较短距离里完成制动,提出了直线电机弹射轨道末段定子实铁心涡流制动、运用Halbach永磁体阵列的涡流制动和橡胶阻尼制动等三种方式的综合方案,并分别对它们进行了分析计算。当弹射台的速度大于10m/s时,定子实铁心产生的涡流制动效果明显,当弹射台的速度低于3m/s时,定子实铁心涡流制动产生的制动力将迅速下降。Halbach永磁体阵列的涡流制动方式在飞机分离点开始实施,可以增加30%以上的制动效果。通过模型分析和碰撞试验,橡胶阻尼制动作为最后一级制动方式,能够有效吸收能量,实现在较短距离里的制动。     

差动式电涡流位移传感器

设计了差动式精密电涡流位移传感器.通过对参数的合理选择与优化,测量电路尽量采用线性集成元件,较好地解决了一般载频调幅式电涡流位移传感器线性范围小、线性度差、时漂和温漂大的缺点,能够满足在10kHz的动态范围内,对高速转轴在复杂环境温度条件下,进行长期精确的位移和振动监测的需要.     

电磁发射弹丸飞行弹道仿真

针对电磁发射弹丸飞行弹道进行仿真研究，在建立刚体六自由度飞行弹道模型的基础上，采用时频分析和涡流分析方法，建立电磁-动力学耦合模型分析弹丸出膛时由于膛内振动带来的炮口扰动，采用动网格技术建立电磁-气动耦合模型分析弹托分离产生的气动扰动，从而得到了电磁发射弹丸的飞行弹道模型。以得克萨斯大学先进技术研究所设计的IAT-HVP为例，仿真分析了弹丸以1117 m/s初速、0°射角出膛时弹丸出口扰动对弹体速度和气动特性的影响，并得到其飞行200 m的弹道曲线。仿真结果表明，受电磁发射一体化弹丸出口扰动的影响，弹体落点相比理想弹道产生了24%的偏差，其中炮口扰动引起的偏差最大，其次是弹托分离。     

往复活塞泵工作特性影响因素分析

为了系统地研究往复活塞泵的动态特性,分析往复活塞泵工作特性的影响因素,应用模块化建模思想,采用集中参数模型,基于AMESim平台建立了往复活塞式自增压系统仿真模型。分别研究蓄压器气腔初始压力、燃气发生器下游等效容腔体积和燃气发生器喷嘴数量对往复活塞泵工作特性的影响。结果表明:蓄压器气腔初始压力越大,往复活塞泵启动越快,但是其稳定工作时调节能力越弱;燃气发生器下游等效容腔的体积越小,往复活塞泵的启动时间越短,但是压力波动越大;燃气发生器喷嘴个数越多,燃气发生器内压力波动越小,但是增压速度变慢,导致往复活塞泵启动时间有所增加。     

驱动控制对太阳帆板驱动系统动力学特性的影响

准确预示太阳帆板驱动系统动力学特性是开展扰振机理和振动控制研究的基础。本文推导了考虑驱动控制因素的太阳帆板驱动装置等效力学特性参数表达式,构建了太阳帆板驱动系统动力学特性等效分析模型,并在仿真和试验验证基础上,讨论了驱动速度和控制增益对驱动装置力学特性参数和驱动系统动力学特性的影响规律。结果表明:所构建的等效分析模型能够在不同驱动速度和控制增益情况下准确预示驱动系统动力学特性,分析结果与试验误差小于10%；驱动装置等效阻尼与驱动速度和控制增益无关,但等效刚度随控制增益减小和驱动速度增大而减弱。随着驱动速度提高,驱动控制逐渐成为影响驱动系统动力学特性的重要因素。     

基于调制/解调的动态响应测试方法

在磁悬浮列车中,悬浮控制系统要求间隙传感器的动态特性,但无法用机械方法测试较高频率时的动态特性。根据传感器工作机制,用模拟涡流场来代替被测导体的涡流效应,提出基于调制/解调原理的动态特性测试方法,并分别对正弦信号和方波信号的测试方法进行了探讨。最后给出了两种特征信号的传感器动态特性测试结果。实验表明,这种方法能够满足测试要求,相对于机械方法有很大的优越性。     

电磁弹射过程中涡流引入阻力的分析

永磁直线电机能够满足电磁弹射系统短距内高加速与快制动的应用要求,但是永磁直线电机的快速运动可能引入明显的涡流效应,在电机加速度段,涡流效应引入涡流阻力,削弱了系统的弹射能力,另一方面,在电机的制动段,涡流效应引入的阻力可以帮助系统实现快速制动.针对电磁弹射系统所采用的定子开槽、集中绕组、动磁式永磁直线电机,仿真分析了动...