基于麦克斯韦张量法的六极外转子混合磁轴承悬浮力计算模型

1

作者 刘钙 朱熀秋 《轴承》 北大核心 2022年第12期23-27,共5页

针对传统基于等效磁路法建立的六极磁轴承悬浮力计算模型误差较大的问题,基于麦克斯韦张量法建立了悬浮力计算模型,根据该模型设计了一种六极外转子混合磁轴承,并搭建试验台进行验证,麦克斯韦张量法模型得到的悬浮力比等效磁路法模型更... 针对传统基于等效磁路法建立的六极磁轴承悬浮力计算模型误差较大的问题,基于麦克斯韦张量法建立了悬浮力计算模型,根据该模型设计了一种六极外转子混合磁轴承,并搭建试验台进行验证,麦克斯韦张量法模型得到的悬浮力比等效磁路法模型更接近试验值,悬浮试验、抗干扰试验以及负载试验说明轴承可以实现稳定悬浮,且具有良好的抗干扰能力和承载能力。 展开更多

关键词 滑动轴承 磁力轴承 悬浮力 麦克斯韦张量法 试验

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基于虚功法的直线同步电机电磁力计算 被引量：45

2

作者 戴魏 余海涛 胡敏强 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第22期110-114,共5页

为计算电磁型磁悬浮列车(EMS-MAGLEV)使用的直线同步电机的牵引力及悬浮力,提出了用虚功法进行电磁力计算;同时建立了EMS型磁悬浮列车的有限元分析计算模型,推导出牵引力和悬浮力的计算公式,并将计算结果与成熟的商业软件ANSYS计算出的... 为计算电磁型磁悬浮列车(EMS-MAGLEV)使用的直线同步电机的牵引力及悬浮力,提出了用虚功法进行电磁力计算;同时建立了EMS型磁悬浮列车的有限元分析计算模型,推导出牵引力和悬浮力的计算公式,并将计算结果与成熟的商业软件ANSYS计算出的结果进行了比较,从而证明了用虚功法计算电磁力的正确性;另外,上述方法可以直接添加进现有的有限元软件,具有很好的兼容性。 展开更多

关键词 高速磁悬浮列车 麦克斯韦张量法 电磁力 直线同步电机 虚功法

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基于磁场重构法的轴向磁通轮毂电机建模研究 被引量：7

3

作者 李涛 张幽彤 +2 位作者 梁玉秀 杨业 艾强 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2020年第1期81-87,93,共8页

轴向磁通轮毂电机具有功率密度大、效率高、轴向长度短等优点,但其特殊的三维结构使采用解析法或有限元法进行电磁设计时很难兼顾快速性与准确性。为减少计算量的同时提高计算结果的准确性,本文中以一台带非晶合金定子齿的无磁轭轴向磁... 轴向磁通轮毂电机具有功率密度大、效率高、轴向长度短等优点,但其特殊的三维结构使采用解析法或有限元法进行电磁设计时很难兼顾快速性与准确性。为减少计算量的同时提高计算结果的准确性,本文中以一台带非晶合金定子齿的无磁轭轴向磁通轮毂电机的详细设计为例,综合三维磁场重构法和麦克斯韦应力张量法,给出了轴向磁通轮毂电机气隙磁密的计算模型,推导了单侧转子轴向电磁力和电磁转矩的计算式,分析了定子磁链以及反电动势波形。通过三维瞬态有限元分析对三维磁场重构法的计算值进行了验证,结果表明,三维磁场重构法在减少计算时间的同时,具有较好的精度。 展开更多

关键词 轴向磁通电机 轮毂电机 磁场重构法 麦克斯韦应力张量法

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一种永磁球形同步电机系统滑模控制方法研究 被引量：4

4

作者 刘吉柱 陈壮 +2 位作者 潘建国 潘明强 李净净 《南京理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期135-142,共8页

针对永磁球形同步电机多变量非线性系统导致的抗干扰能力差、抖振等问题,该文提出了一种永磁球形同步电机系统滑模控制方法。基于对永磁球形同步电机新型结构的优化设计,采用麦克斯韦应力张量法建立了悬浮和旋转方向的动力学模型。在旋... 针对永磁球形同步电机多变量非线性系统导致的抗干扰能力差、抖振等问题,该文提出了一种永磁球形同步电机系统滑模控制方法。基于对永磁球形同步电机新型结构的优化设计,采用麦克斯韦应力张量法建立了悬浮和旋转方向的动力学模型。在旋转方向的速度环和位置环设计了一种指数趋近律滑模控制算法,同时在悬浮方向引入终端(Terminal)滑模控制方法,改善了悬浮方向的动态响应和抗干扰能力,提高旋转方向的鲁棒特性,抖振问题得到解决。从仿真和试验结果看,与常规滑模控制方法相比,该文所提出的滑模控制方案更好地实现了球形电机的多自由度高速高动态控制。 展开更多

关键词 机器人关节 永磁球形同步电机 滑模控制 麦克斯韦应力张量法 指数趋近律

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定子绕组匝间短路对发电机电磁转矩特性的影响 被引量：21

5

作者 赵洪森 戈宝军 +2 位作者 陶大军 文茹馨 邢广 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第5期192-198,共7页

基于场路耦合原理,首先建立了能够充分考虑发电机电磁饱和、磁极形状和齿槽效应的有限元数学模型,并采用麦克斯韦张量法计算了同步发电机定子内部短路故障前后的电磁转矩。通过对故障前后电磁转矩的频谱分析得出,定子发生内部短路故障... 基于场路耦合原理,首先建立了能够充分考虑发电机电磁饱和、磁极形状和齿槽效应的有限元数学模型,并采用麦克斯韦张量法计算了同步发电机定子内部短路故障前后的电磁转矩。通过对故障前后电磁转矩的频谱分析得出,定子发生内部短路故障后会产生很强的基频电磁转矩和二倍频电磁转矩。在此基础上,研究了暂态过程中基频电磁转矩、二倍频电磁转矩以及稳态过程中二倍频电磁转矩随故障匝数和短路位置的变化规律,该结果对于同步发电机内部短路故障的监测与诊断具有重要意义。 展开更多

关键词 发电机 短路故障 电磁转矩 场路耦合 麦克斯韦张量法

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笼型感应电机发生断条故障时转子局部电磁力计算 被引量：9

6

作者 谢颖 王云阳 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第27期127-134,18,共8页

电磁应力是导致笼型感应电机发生断条故障的原因之一。基于二维瞬态磁场结果,结合麦克斯韦张量法和洛仑兹力原理,对电机故障前后的转子铁心、导条所受电磁力进行计算,通过将该方法算出的转矩值与局部雅各比导数法得到的结果进行核对,并... 电磁应力是导致笼型感应电机发生断条故障的原因之一。基于二维瞬态磁场结果,结合麦克斯韦张量法和洛仑兹力原理,对电机故障前后的转子铁心、导条所受电磁力进行计算,通过将该方法算出的转矩值与局部雅各比导数法得到的结果进行核对,并与实测电机转矩值相比较,验证了该方法的准确性。根据电机在不同断条程度时转子上各类电磁力的分布规律,得出了故障时电磁力分布的非对称性特征及应力集中位置,从磁应力的角度分析了故障电机进一步断条的可能性。计算得到的电磁力结果可作为求解转子结构形变的载荷,该文所提出的局部电磁力分析思路也可以为求解其他故障类型的电磁力问题提供参考。 展开更多

关键词 感应电机 断条故障 电磁力 麦克斯韦张量法 有限元法

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永磁辅助同步磁阻电机振动噪声准解析计算及影响因素分析 被引量：9

7

作者 韩雪岩 李春雷 +1 位作者 张新刚 王世伟 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第11期1-8,共8页

提出一种永磁辅助同步磁阻电机振动噪声准解析计算方法,可分析电机不同转子拓扑结构对振动噪声的影响,节约计算资源。首先分析得出对电机振动噪声影响显著的电磁力时空阶次。其次在二维电磁场中,用麦克斯韦应力张量法计算得到永磁辅助... 提出一种永磁辅助同步磁阻电机振动噪声准解析计算方法,可分析电机不同转子拓扑结构对振动噪声的影响,节约计算资源。首先分析得出对电机振动噪声影响显著的电磁力时空阶次。其次在二维电磁场中,用麦克斯韦应力张量法计算得到永磁辅助同步磁阻电机的径向电磁力,并采用二维傅里叶分解方法对气隙中的电磁力进行时空分解,得到其各时间和空间阶次的谐波幅值,结合准解析计算程序计算电机的振动噪声并进行实验验证。最后对比分析了电机极弧系数、永磁体层数、永磁体充磁方向及形状等对电机振动噪声的影响,得到对振动影响最小的一种转子拓扑结构。该方法可推广到一般永磁辅助同步磁阻电机的振动分析,为永磁辅助同步磁阻电机的初始设计提供方法。 展开更多

关键词 永磁辅助同步磁阻电机 麦克斯韦张量法 电磁力 准解析法 二维傅里叶 电磁振动

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LNG泵用低温高速永磁电机偏心故障动态电磁力 被引量：3

8

作者 戈宝军 刘海涛 +2 位作者 王立坤 林鹏 温亚垒 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第5期55-64,共10页

针对低温环境下材料性质改变引起的电机电磁力性能变化问题,本文对低温高速永磁电动机在偏心故障前后的电磁力分布和变化进行了分析,提出一种基于麦克斯韦张量法的电磁力计算模型,在此基础上对护套表面位置、定子齿顶、定子齿壁偏心故... 针对低温环境下材料性质改变引起的电机电磁力性能变化问题,本文对低温高速永磁电动机在偏心故障前后的电磁力分布和变化进行了分析,提出一种基于麦克斯韦张量法的电磁力计算模型,在此基础上对护套表面位置、定子齿顶、定子齿壁偏心故障前后的电磁力进行计算,并与常温下电磁力进行了比较。定量阐述了偏心故障前后电磁力的演变规律与应力集中位置,从电磁场参数、电磁转矩以及气隙电磁力时空特性三个角度验证了电磁力计算结果的合理性。电磁力的分析方法与结果为同类电机的电磁力计算提供了借鉴,为电机形变分析及结构优化设计奠定了基础。 展开更多

关键词 低温 高速永磁电机 偏心故障 麦克斯韦张量法 电磁力 电磁转矩

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无轴承永磁同步电动机径向力模型 被引量：3

9

作者 李可 孙晓东 杨泽斌 《轴承》 北大核心 2014年第12期10-13,共4页

将麦克斯韦张量法和磁路分析法相结合,提出了一种计算无轴承永磁同步电动机径向力的方法,建立了考虑转子偏心位移的径向力模型,利用有限元分析方法对表面贴装式无轴承永磁同步电动机进行仿真研究,结果表明,利用该模型能够获得较好的建... 将麦克斯韦张量法和磁路分析法相结合,提出了一种计算无轴承永磁同步电动机径向力的方法,建立了考虑转子偏心位移的径向力模型,利用有限元分析方法对表面贴装式无轴承永磁同步电动机进行仿真研究,结果表明,利用该模型能够获得较好的建模精度,验证了麦克斯韦张量法建模的正确性和可行性。 展开更多

关键词 磁轴承 无轴承永磁同步电动机 径向力 数学模型 麦克斯韦张量法 有限元分析

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无轴承永磁薄片电机径向悬浮力精确数学建模 被引量：10

10

作者 左文全 吕艳博 +2 位作者 付向东 潘伟 朱熀秋 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第3期103-110,9,共8页

无轴承永磁薄片电机具有薄片转子的特殊结构,为了采取有效方法控制转子偏心位移、使转子稳定悬浮,研究的关键在于获得无轴承永磁薄片电机精确的径向悬浮力数学模型。在介绍无轴承永磁薄片电机的结构和工作原理基础上,对无轴承永磁薄片... 无轴承永磁薄片电机具有薄片转子的特殊结构,为了采取有效方法控制转子偏心位移、使转子稳定悬浮,研究的关键在于获得无轴承永磁薄片电机精确的径向悬浮力数学模型。在介绍无轴承永磁薄片电机的结构和工作原理基础上,对无轴承永磁薄片电机气隙磁场进行了详细分析,基于麦克斯韦应力张量法推导了其径向悬浮力数学模型,最后对比验证了利用有限元方法的计算结果和样机实验对数学模型的理论计算结果。验证结果表明,该方法建立的径向悬浮力数学模型误差小、精确度髙。 展开更多

关键词 无轴承永磁薄片电机 径向悬浮力 麦克斯韦应力张量法 数学模型 有限元分析

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基于光纤光镊的长距离微粒可控操纵 被引量：2

11

作者 姜春雷 水华胜 +2 位作者 陈朋 方硕 王弢 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第13期1555-1563,共9页

在液体中灵活操纵微粒或细胞,特别是将细胞或微粒运输到指定位置,已经被证明在细胞分析、疾病诊断、药物递送等方面有着至关重要的作用。针对细胞或微粒非接触光学捕获的灵活性受限于光纤光镊操纵距离短的问题,提出了一种结构简单且具... 在液体中灵活操纵微粒或细胞,特别是将细胞或微粒运输到指定位置,已经被证明在细胞分析、疾病诊断、药物递送等方面有着至关重要的作用。针对细胞或微粒非接触光学捕获的灵活性受限于光纤光镊操纵距离短的问题,提出了一种结构简单且具有长距离非接触可控操纵微粒的新型光纤光镊。利用加热和拉伸技术制作了类锥形平口光纤探针,980 nm的激光经过光纤探针后会对微粒产生大的散射力,将微粒逐渐推离光纤端口,同时借助反向流体阻力,在不移动光纤探针的情况下通过调节激光器光源的输出功率,对轴向位置上直径为6μm的聚苯乙烯微粒可以进行长达102.2μm的可控往返操纵,应用有限元法仿真了光镊的光场强度分布,并采用麦克斯韦应力张量法分析了光镊对微粒的作用力。实验和仿真结果表明,所提出的类锥形平口光镊是可行的。 展开更多

关键词 光纤光镊 光学捕获 有限元法 麦克斯韦应力张量法

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100MeV强流质子回旋加速器主磁铁电磁力的数值模拟 被引量：1

12

作者 杨建俊 张天爵 钟俊晴 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期180-184,共5页

本工作研究计算中国原子能科学研究院目前正在设计、建造中的100 MeV强流质子回旋加速器CYCIAE-100主磁铁电磁力。计算中选用虚位移法和麦克斯韦应力张量法两种方法。在利用电磁场三维有限元分析程序计算得到紧凑型等时性回旋加速器主... 本工作研究计算中国原子能科学研究院目前正在设计、建造中的100 MeV强流质子回旋加速器CYCIAE-100主磁铁电磁力。计算中选用虚位移法和麦克斯韦应力张量法两种方法。在利用电磁场三维有限元分析程序计算得到紧凑型等时性回旋加速器主磁铁电磁场的基础上,先采用虚位移法估算电磁吸力,然后基于麦克斯韦应力张量法在MATLAB环境下编写数值计算程序,详细研究磁极和磁轭受到的电磁吸力。两种方法的计算结果接近。计算得到的主磁铁磁极间吸力大于磁极与盖板间吸力,二者之差由磁极和盖板间的螺栓承担。电磁力的计算结果为主磁铁结构变形计算和结构方案选取提供了依据。 展开更多

关键词 电磁力 麦克斯韦应力张量法 虚位移法 回旋加速器

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基于频域拟合的无轴承永磁薄片电机径向悬浮力建模分析 被引量：4

13

作者 王晓琳 石滕瑞 鲍旭聪 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第2期317-329,共13页

在无轴承永磁薄片电机系统中,永磁转子因失去轴承支承容易发生偏心位移,为控制转子在几何中心稳定悬浮,径向悬浮力精确建模是无轴承系统高性能可靠运行的关键基础。针对大气隙无轴承永磁薄片电机因转子偏心程度大而引起的径向悬浮力模... 在无轴承永磁薄片电机系统中,永磁转子因失去轴承支承容易发生偏心位移,为控制转子在几何中心稳定悬浮,径向悬浮力精确建模是无轴承系统高性能可靠运行的关键基础。针对大气隙无轴承永磁薄片电机因转子偏心程度大而引起的径向悬浮力模型非线性误差问题,该文提出一种基于频域拟合的径向悬浮力精确建模方法,将非线性分量转化为相应函数补偿至径向悬浮力模型中,从而提高了模型精确度。首先,对推导一般径向悬浮力模型过程中出现的多个误差因素及其影响进行系统分析;在此基础上,提出频域拟合方法重构径向悬浮力模型,并分析其非线性特性;最后,将解析模型与有限元仿真所得到的可控径向悬浮力、偏心磁拉力进行深入对比分析,验证了该解析模型的正确性与精确性。 展开更多

关键词 无轴承永磁薄片电机 径向悬浮力 麦克斯韦应力张量法 频域拟合 有限元仿真

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