轴向充磁圆筒型永磁直线同步电机气隙磁场解析计算

介绍了一种基于许-克变换法的轴向充磁结构圆筒型永磁直线同步电机(TPMLSM)气隙磁场解析计算方法。首先采用许-克变换法计算出无齿槽时电机的气隙磁场;然后利用许-克变换法求取初级铁心开槽时的气隙相对比磁导函数,分析铁心开槽对气隙磁场的影响;最后通过无齿槽时的气隙磁场与有齿槽时的气隙磁场相对比磁导函数得到有齿槽时电机的气隙磁场分布。同时给出了该种充磁结构TPMLSM气隙磁场解析计算表达式,并以1台36/12极槽配合轴向充磁TPMLSM样机进行试验。试验结果证明空载气隙磁场的有限元分析值与解析值较吻合,空载电动势(EMF)计算值、试验测试值、有限元分析值一致。     

舰艇雷达散射截面的计算公式

通过引入雷达散射截面的概念,采用物理光学积分、几何建模等电磁散射方法,给出舰艇目标有效散射截面的精确计算模型;介绍了舰艇有效散射截面的经验估算公式并提出了修正方法;基于实际测量数据与理论计算结果的比较分析,对算法的可信度和工程应用价值给出了评价。     

理想缺陷目标电磁散射特性提取新方法

武器装备表面理想缺陷对缺陷目标的散射特性有重要影响。从电磁场叠加理论出发,以对应实际缺陷目标和载体为基础,提出一种理想缺陷目标电磁散射提取的计算新方法,采用该方法结合暗室测试和MLFMA数值计算,研究单列、多列缝隙和台阶理想缺陷的散射特性,验证该方法的正确性和实效性。结果表明:新方法计算过程简单高效,具有与MLFMA算法一致的计算精度,可快速实现单列、多列理想缺陷目标的电磁散射特性提取;理想缺陷在镜面散射区域外影响显著,理想台阶的影响相对明显,多列理想缺陷散射具有较强的耦合性,表现为更多的散射波峰,这是各列理想电磁缺陷的叠加效果。     

电磁式跟踪器磁场畸变的姿态校正技术

电磁式跟踪器可以测量物体的位置和姿态,但其测量精度也容易受金属环境干扰。本文根据电磁跟踪器的工作原理,给出了电磁式跟踪器姿态校正的模型,讨论了两种不同的姿态校正实现方法:插值法和拟合法,比较了两种方法的优缺点。最后,对某一金属环境进行了畸变姿态校正的试验,给出了3个不同的姿态实际值和在此金属环境下的畸变和校正结果。试验结果表明本文提出的姿态校正算法能很好地补偿金属环境引起的电磁式跟踪器姿态的畸变。     

基于正负序分离的无轴承永磁同步电机位置传感器容错控制

无轴承永磁同步电机（Bearingless permanent magnet synchronous motor, BPMSM）凭借无接触、无磨损的优异性能在工业生产中获得广泛应用,对旋转和悬浮的精确控制是保证其稳定运行的关键,需实时获取高精度的转子位置信息以实现切向力矩和径向悬浮力的解耦。为保证位置传感器故障情况下BPMSM稳定运行,文中提出一种基于正负序量分离的BPMSM传感器容错控制方案。首先,结合BPMSM数学模型,分析传感器故障对电机转矩和悬浮系统的影响。在此基础上,提出一种基于过零点检测的故障诊断函数,实时监测传感器信号故障。其次,引入旋转坐标系分析传感器信号中正序分量和负序分量的特征,分离出正序分量并提取其中的转子位置信息,构建位置检测容错系统完成故障信号到容错策略的切换,实现BPMSM在传感器故障情况下的稳定运行。最后,基于一台BPMSM实验样机对所提方案的有效性进行了充分的仿真与实验验证。     

考虑运行参数耦合作用的舰船轴系动力学特性研究

为分析清楚多动态因素作用下的轴系动力学特性,以保障轴系运行的可靠性和安全性,以某桨-轴-壳体为对象,建立其有限元模型,基于有限差分法和小扰动法求解各轴承油膜压力分布和油膜刚度,基于来流法求解艉部伴流场影响下的螺旋桨激振力。在此基础上,提出中间变量法,以转速为中间变量,在系统分析转速对油膜压力分布和螺旋桨激振力变化影响的基础上,研究得到转速变化下轴系整体动力学特性规律。研究结果表明：转速的增加使相邻轴承载荷差值分别降低了13398N和11102N,改善了轴系的载荷分布状态;轴系振动响应中的共振峰值受特定转速影响较大,在53.333Hz的轴向共振频率处以及14.667Hz,26Hz的横向共振频率处,轴系各参考点共振峰值的最大值出现在190r/min运行工况下。     

3D打印电磁功能结构研究现状与挑战

电磁功能结构（EFS）因其结构复杂性与种类多样性,导致传统制造工艺难以完全满足未来电磁功能结构的制造需求。为此,3D打印技术作为一种可适用于复杂镂空结构高精高效、低成本的先进数字化技术,受到了研究学者的广泛关注与探索。本文主要围绕3D打印电磁功能结构制造技术,开展了相关新技术、新材料、新结构以及新工艺等方面的系统性调研,总结了现有3D打印电磁功能结构研究面临的挑战。     

螺线管线圈式MEMS永磁电动机的热分析

针对一种螺线管线圈式MEMS（微机电系统）永磁电动机进行了热分析并给出了初步测温方案。介绍了此MEMS永磁电动机的总体设计方案,选用单晶硅衬底内二氧化硅绝缘的绕组达到散热性能优异的目的,利用ANSYS的稳态传热和静结构力学模块进行热固耦合模拟。在此基础上,通过数值模拟验证了电动机静子温度分布均匀,可将绕组和衬底视为无温度梯度。通过热固耦合模拟,得出不发生膨胀失配的最大工作温度为86℃和相应的最大发热损耗功率为2.83 W,据此预估电动机的额定工作性能,验证了本电动机的耐温能力和高功率密度潜力,最终设计的额定输出功率为0.362 W,计算的设计功率密度为0.117 W/g。     

结构和工况参数对电主轴动静压轴承性能的影响

针对精密铣磨床的电主轴的使用需求,分析了动静压轴承的基本结构和使用工况,建立了动静压轴承静动特性参数的计算模型,静特性参数包括温升、流量、承载力和功耗,动特性参数为刚度。计算分析了结构参数半径间隙、节流孔径、宽径比和工况参数供油压力和工作转速对动静压轴承静动特性参数的影响,并将计算结果与层流模型结果和试验结果进行了对比。研究表明：半径间隙是一个较为敏感的变量,对温升的影响较大,使温升降低了约77.6%,和节流孔径、宽径比相比半径间隙对动静压轴承性能的影响程度最大;转速对动静压轴承的静动特性均有较为明显的影响,特别是对温升和功耗的影响幅度较大,分别增长了初值的17.8倍和18.1倍,电主轴在高速工况下需有较好的降温措施。