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轴向磁通电机中Halbach阵列永磁体的解析优化方法 被引量：8
1
作者 程博 潘光 毛昭勇 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期77-83,共7页
为了进一步增大采用软磁复合材料铁心的轴向磁通永磁电机的电磁转矩,针对其不等宽的两段式Halbach阵列永磁体进行解析优化,利用无槽2D等效模型和有槽气隙相对磁导率解析了气隙磁场和电磁性能;进而基于电磁转矩的导数和复化求积公式推导... 为了进一步增大采用软磁复合材料铁心的轴向磁通永磁电机的电磁转矩,针对其不等宽的两段式Halbach阵列永磁体进行解析优化,利用无槽2D等效模型和有槽气隙相对磁导率解析了气隙磁场和电磁性能;进而基于电磁转矩的导数和复化求积公式推导了使电磁转矩最大化的Halbach阵列最优轴向充磁系数的表达式;采用轴向磁通永磁电机的3D有限元方法分析验证了气隙磁场、反电动势、电磁转矩以及Halbach阵列最优轴向充磁系数的解析解的准确性。Halbach阵列解析优化的结果表明:当轴向充磁系数为0.82时,轴向磁通永磁电机的电磁转矩达到最大;最优轴向充磁系数取决于极对数、永磁体厚度、电机径向尺寸和气隙宽度等;当极对数为5时,最优轴向充磁系数会随着永磁体厚度的增加而减小,而电机径向尺寸的增加会导致最优轴向充磁系数的增大;气隙宽度对最优轴向充磁系数的影响较小,基本可以忽略。 展开更多
关键词 轴向磁通永磁电机 软磁复合材料 halbach阵列 二维等效模型 解析优化
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基于Halbach阵列的电磁超声横波换能器优化设计
2
作者 沈柿强 陆铭慧 +2 位作者 程树云 胡克 胡宇 《中国测试》 北大核心 2025年第7期111-119,共9页
针对常规磁体结构的电磁超声横波换能器换能效率低的问题,提出一种基于Halbach阵列的电磁超声横波换能器,采用双层Halbach阵列永磁体结构。通过有限元仿真和实验对多种磁体结构进行对比分析。结果表明:单层Halbach阵列磁体的最大垂直磁... 针对常规磁体结构的电磁超声横波换能器换能效率低的问题,提出一种基于Halbach阵列的电磁超声横波换能器,采用双层Halbach阵列永磁体结构。通过有限元仿真和实验对多种磁体结构进行对比分析。结果表明:单层Halbach阵列磁体的最大垂直磁通密度是单磁体和传统排列磁体的2.32倍和1.54倍,具有上下层不同大小的双层Halbach阵列磁体在体积减小37%的情况下还能提升10%的最大垂直磁通密度。同时采用正交试验对换能器参数进行研究,仿真结果表明:线圈直径、同层线圈间距和双层线圈间距对回波幅值的影响显著,背板厚度和背板到线圈距离的影响则不显著,并通过实验验证正交实验结果的准确性。研究结果表明,优化后的具有双层Halbach阵列磁体的换能器激励横波的幅值相比传统单磁体、传统排列磁体和单层Halbach磁体分别提高122%、55%和10%,信噪比分别提高7.7、4.6、1.2 dB,实验和仿真两者有很好的验证效果。 展开更多
关键词 电磁超声横波换能器 双层halbach阵列 正交试验 优化设计 换能效率
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Halbach阵列的磁流变化学抛光工艺研究
3
作者 徐泽超 尹韶辉 +1 位作者 王哲 马双琪 《表面技术》 北大核心 2025年第14期141-150,共10页
目的 提高磁流变化学抛光(MRFC)方法加工碳化硅的抛光效率与效果。方法 通过使用电磁场有限元分析软件Ansys Maxwell对Halbach阵列励磁装置进行仿真分析,磁感应强度B>400 mT的区域大致覆盖整个励磁装置上方,励磁面积达到18 000 mm^(... 目的 提高磁流变化学抛光(MRFC)方法加工碳化硅的抛光效率与效果。方法 通过使用电磁场有限元分析软件Ansys Maxwell对Halbach阵列励磁装置进行仿真分析,磁感应强度B>400 mT的区域大致覆盖整个励磁装置上方,励磁面积达到18 000 mm^(2),验证其能满足磁流变抛光的要求。采用正交实验方法对工艺参数进行优化,结合响应函数模型与极差分析获取最佳工艺参数;进行单因素实验,研究磨粒种类、磨粒粒径、混合磨粒对碳化硅磁流变化学抛光加工性能的影响,并测量加工面粗糙度以分析抛光效果。结果 最佳的工艺参数组合为工件转速200 r/min,抛光盘转速15 r/min,励磁间隙13 mm,工作间隙1 mm。金刚石磨粒抛光60 min后,表面粗糙度Ra达到1.6 nm,优于其他种类磨粒。金刚石磨粒粒径降低能够提升抛光效果,加工面粗糙度随磨粒粒径降低而降低,但磨粒粒径降低至0.5 um以下时,粗糙度变化不再符合此规律。复合磨粒抛光液在0.4比例下可获得更优异的抛光效果,可获得表面粗糙度Ra为0.45 nm的超光滑表面。结论 应用Halbach阵列励磁的磁流变抛光方法加工碳化硅材料,能够获得亚纳米级表面粗糙度。 展开更多
关键词 碳化硅 磁流变化学抛光 halbach阵列 表面粗糙度 金刚石磨粒
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五位姿参数下车载永磁体与永磁轨道之间的磁力特性研究 被引量：5
4
作者 赵春发 刘浩东 +2 位作者 冯洋 罗世辉 宋小林 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期804-811,共8页
永磁磁浮交通系统利用车载永磁体和永磁轨道间的磁斥力实现悬浮,理解并掌握永磁体磁力与其空间位姿参数的关系对磁浮车辆走行部及轨道结构设计具有重要意义.参考兴国县永磁磁浮交通系统,建立车载永磁体和永磁轨道的三维磁场有限元模型;... 永磁磁浮交通系统利用车载永磁体和永磁轨道间的磁斥力实现悬浮,理解并掌握永磁体磁力与其空间位姿参数的关系对磁浮车辆走行部及轨道结构设计具有重要意义.参考兴国县永磁磁浮交通系统,建立车载永磁体和永磁轨道的三维磁场有限元模型;计算不同悬浮间隙、横向偏移、点头角、侧滚角和摇头角条件下车载永磁体受到的磁力,重点分析车载永磁体悬浮力和横向力随5个位姿参数的变化规律及其相关程度.结果表明:车载永磁体的磁力主要受悬浮间隙和横向偏移量的影响,受摇头角的影响较大,受点头角和侧滚角的影响很小;在设定的参数变化范围内,悬浮力最小值和最大值与额定悬浮力之比分别约为0.75和1.16,横向力最大值达到额定悬浮力的50.42%;车载永磁体横向力的方向与其横向偏移方向一致,摇头力矩与其摇头方向相同,需要为永磁悬浮系统设置导向装置,防止车载永磁体横向晃动和偏航运行. 展开更多
关键词 磁浮列车 永磁悬浮 halbach阵列 磁力 有限元法
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一种永磁直线电机的永磁体阵列设计 被引量：9
5
作者 毛军红 罗俊航 +1 位作者 姜强 谢友柏 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期353-357,共5页
针对一种无铁心单边永磁直线电机的结构形式,推导了工作气隙磁场的二维解析解,用于电机阵列类型、永磁体厚度和永磁体占空比等结构参数的设计.解析计算表明,在该直线电机结构形式下,永磁体阵列采用常规阵列就可以得到与分段Halbach阵列... 针对一种无铁心单边永磁直线电机的结构形式,推导了工作气隙磁场的二维解析解,用于电机阵列类型、永磁体厚度和永磁体占空比等结构参数的设计.解析计算表明,在该直线电机结构形式下,永磁体阵列采用常规阵列就可以得到与分段Halbach阵列接近的磁场,使电机的加工与装配得以简化,这与ANSYS有限元计算结果一致.该分析直线电机磁场的方法仅需修改边界条件,就可用于铁心直线电机的设计.基于文中的分析,实现了一个直线电机驱动的单自由度工作台,其行程为27 mm,移动件的质量为1.4 kg,最大加速度为11.5 m/s2. 展开更多
关键词 直线电机 永磁体阵列 参数设计
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阵列永磁体产生旋转磁场的机理及实验 被引量：5
6
作者 张炜 黄平 孟永钢 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2008年第3期191-197,228,共8页
诊疗微机器人外磁主动驱动是一种重要的可行的驱动方式,而如何产生合适的外部磁场是一个比较复杂的问题.相对于目前常用的通过电磁线圈组合产生驱动磁场方式,提出一种新的简单可行的永磁体组合产生旋转磁场方法,即圆周阵列永磁体并将其... 诊疗微机器人外磁主动驱动是一种重要的可行的驱动方式,而如何产生合适的外部磁场是一个比较复杂的问题.相对于目前常用的通过电磁线圈组合产生驱动磁场方式,提出一种新的简单可行的永磁体组合产生旋转磁场方法,即圆周阵列永磁体并将其调整到对应的初始方位角后,同步转动在阵列中心区域产生旋转磁场,作为微机器人的主动驱动场.对于阵列中心区域的磁感应强度分布,作了理论分析和数值计算,并搭建了实验台.实验表明,采用边长为50 mm、高为18 mm的钕铁硼永磁体阵列,阵列数为6,阵列直径为275 mm时,可以在±50 mm×±50 mm×±20 mm阵列中心区域产生一个大小为0.012 T的均匀磁场,该磁场与永磁体同步旋转但是方向相反.这种新的磁场产生方法可以用于微机器人特别是诊疗微机器人的驱动,具有广阔的应用前景. 展开更多
关键词 永磁体 阵列 旋转磁场 驱动
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基于Halbach阵列轴向式电涡流阻尼器性能提升
7
作者 朱前坤 梁玉坤 +1 位作者 王宪玉 杜永峰 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第22期45-52,共8页
为了提高轴向式电涡流阻尼器的阻尼性能,引入Halbach阵列,建立了Halbach阵列轴向式电涡流阻尼器(Halbach array axial eddy current damper,HAECD)模型。首先,阐明了HAECD的整体构造、工作原理与力学特性,采用三维电磁场有限元瞬态分析... 为了提高轴向式电涡流阻尼器的阻尼性能,引入Halbach阵列,建立了Halbach阵列轴向式电涡流阻尼器(Halbach array axial eddy current damper,HAECD)模型。首先,阐明了HAECD的整体构造、工作原理与力学特性,采用三维电磁场有限元瞬态分析方法验证电涡流单元阻尼系数计算的准确性;然后,建立四种阵列方式的电涡流阻尼单元计算模型并进行了优化分析;最后,分析了永磁体厚度、磁化角度及磁极配比对HAECD阻尼系数的影响。研究结果表明:Halbach阵列相较于其他阵列方式,在同等磁体体积情况下的阻尼系数提升率最高可达59.2%;针对本装置,适当增加永磁体厚度能有效提升阻尼系数,最优磁体厚度为31 mm;当磁化角度为2°时,阻尼系数最大;阻尼系数随着磁极配比的增大而逐渐缓慢增加,当磁极配比为2.5时,阻尼性能最优。 展开更多
关键词 桥梁结构 振动控制 阵列优化 参数分析 halbach阵列
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新型三段Halbach永磁阵列无铁芯AFPMG设计与分析
8
作者 朱军 南怀春 +2 位作者 郭向伟 刘鹏辉 杨明 《江苏大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第1期105-111,共7页
为解决传统Halbach永磁阵列无铁芯轴向磁通永磁发电机(AFPMG)由于磁极永磁体用量增加而导致功率密度降低的问题,提出了一种变辅助磁极参数(极角和充磁夹角)的新型三段Halbach永磁阵列无铁芯AFPMG.采用三维有限元法,对新型三段Halbach永... 为解决传统Halbach永磁阵列无铁芯轴向磁通永磁发电机(AFPMG)由于磁极永磁体用量增加而导致功率密度降低的问题,提出了一种变辅助磁极参数(极角和充磁夹角)的新型三段Halbach永磁阵列无铁芯AFPMG.采用三维有限元法,对新型三段Halbach永磁阵列辅助磁极极角和充磁夹角进行了多目标优化设计,从而确定了最佳辅助磁极参数.最后对比了无铁芯AFPMG中采用不同磁极结构对发电机电压波形质量和功率密度的影响.结果表明:新型永磁发电机可以使发电机电压正弦波畸变率由2.40%下降为0.44%;相较传统两段Halbach和传统三段Halbach永磁阵列的无铁芯AFPMG,新型永磁发电机功率密度得到显著提高;新型永磁发电机的永磁体用量减少了16.68%,进而减轻了转子盘质量,使发电机更加适于低风速下稳定发电. 展开更多
关键词 轴向磁通永磁发电机 变辅助磁极参数 三段halbach永磁阵列 功率密度 电压波形质量
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基于响应面法的钛合金Halbach阵列增强磁流变抛光工艺参数优化 被引量：1
9
作者 廖煜晖 周宏明 +4 位作者 张泽林 陈卓杰 张祥雷 周芬芬 冯铭 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期53-64,共12页
目的提高钛合金磁流变抛光的表面质量和抛光效率。方法用Halbach磁场阵列强化磁场,通过载液盘与磁铁反向旋转来增强磁流变抛光效率,使抛光头拥有更强的恢复性与自锐性。通过仿真模拟和实际测量对比研究Halbach阵列与N-S阵列的磁场分布... 目的提高钛合金磁流变抛光的表面质量和抛光效率。方法用Halbach磁场阵列强化磁场,通过载液盘与磁铁反向旋转来增强磁流变抛光效率,使抛光头拥有更强的恢复性与自锐性。通过仿真模拟和实际测量对比研究Halbach阵列与N-S阵列的磁场分布和磁场梯度。依照试验结果描述抛光剪切力、表面粗糙度与表面微观形貌随时间的变化规律。采用响应面法优化载液盘转速、磁铁转速和加工间距等3个工艺参数,建立剪切力和表面粗糙度的拟合方程数学预测模型,并对其中的不显著项进行优化。结果在响应面交互作用分析中,工艺参数对剪切力的影响的大小顺序为加工间距、磁铁转速、载液盘转速;对表面粗糙度影响的大小顺序为载液盘转速、磁铁转速、加工间距。根据不同的需求,确定选定范围内的工艺参数组合,需要快速去除材料时,使剪切力趋于最大值的工艺参数组合为载液盘转速227 r/min,磁铁转速64 r/min,加工间距0.1 mm,通过20 min抛光后得到了表面粗糙度S_(a)为34.911 nm的光滑表面。抛光过程中,钛合金抛光所受剪切力τ为0.812 N。需要最优表面质量时,使表面粗糙度值趋于最小值的工艺参数组合为载液盘转速300 r/min,磁铁转速150 r/min,加工间距0.1 mm,通过20 min抛光后得到了表面粗糙度S_(a)为26.723 nm的光滑表面。抛光过程中,钛合金抛光所受剪切力τ为0.796 N。结论Halbach阵列拥有较高的磁场强度和富有空间变化的磁感线,能够使磁流变液中的磁链呈现出更多的姿态变化。根据响应面法优化后的剪切力和表面粗糙度预测模型,预测结果与验证试验结果相差很小,预测模型的准确度与可信度较高。 展开更多
关键词 磁流变抛光 halbach磁场阵列 钛合金 响应面法 剪切力 表面粗糙度
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基于Halbach阵列的新型吸附结构设计及其优化 被引量：1
10
作者 苏忠富 莫丽 +1 位作者 郭振兴 刘傲 《陕西科技大学学报》 北大核心 2024年第5期149-156,共8页
为解决目前爬壁机器人永磁式吸附结构难以改变吸附力大小的问题,提出了一种基于Halbach阵列的新型永磁式吸附结构,该结构由方形永磁体和圆柱形永磁体按一定的充磁方向排列组合而成,通过转动圆柱形永磁体改变充磁方向,从而改变吸附力大小... 为解决目前爬壁机器人永磁式吸附结构难以改变吸附力大小的问题,提出了一种基于Halbach阵列的新型永磁式吸附结构,该结构由方形永磁体和圆柱形永磁体按一定的充磁方向排列组合而成,通过转动圆柱形永磁体改变充磁方向,从而改变吸附力大小.采用ANSYS Maxwell软件研究了吸附结构各参数(永磁体数量、轭铁厚度、气隙大小)对吸附力和单位吸附力的影响,并对以上参数进行优选;以单位吸附力为目标参数,基于粒子群算法对两种永磁体尺寸进行优化,优化前永磁体体积为219823 mm^(3),吸附力为744 N,永磁利用率为0.00352N/mm^(3),优化后永磁体体积为160027.4 mm^(3),吸附力为819.7 N,永磁利用率为0.00510 N/mm^(3).研究结果表明:吸附结构优化后节省了27.2%所占据的空间,增加了15.1%的总体吸附力,提升了45.5%的永磁利用率,优化后吸附结构的吸附性能有了显著提高,可为永磁式吸附结构的设计及优化提供参考. 展开更多
关键词 爬壁机器人 吸附结构 halbach阵列 有限元仿真 粒子群算法
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基于Halbach阵列宏微复合驱动器的输出力优化研究 被引量：1
11
作者 喻曹丰 杨坤 +2 位作者 郑爽 魏益军 陶雪枫 《机床与液压》 北大核心 2024年第13期37-42,共6页
为提升宏微复合驱动器的输出力以及改善输出力波动,采用将永磁体进行Halbach阵列方式布置,并通过添加辅助磁轭来改变宏动线圈与永磁体的相对位置两种方法结合的方案。为验证优化方案的有效性,采用有限元电磁场仿真,分析宏微复合驱动器... 为提升宏微复合驱动器的输出力以及改善输出力波动,采用将永磁体进行Halbach阵列方式布置,并通过添加辅助磁轭来改变宏动线圈与永磁体的相对位置两种方法结合的方案。为验证优化方案的有效性,采用有限元电磁场仿真,分析宏微复合驱动器优化前后的输出力变化,并以提高输出力和降低输出力波动为目标,得出了Halbach阵列的永磁体最佳尺寸。最后搭建实验平台验证了优化方案的合理性。结果表明:优化方案使宏微复合驱动器在电流大小为4 A时,输出力达到95 N左右,输出力波动减小为23 N左右,验证了优化方案的合理性。 展开更多
关键词 halbach阵列 宏微复合驱动器 输出力优化 精密定位
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集横波与SH波一体的Halbach阵列换能器研究
12
作者 陈路安 吕福在 +2 位作者 张鹏飞 韩烨 唐志峰 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期274-287,共14页
为解决金属板超声体波测厚效率低下、导波扫查定量能力不足的问题,提出了一种集横波与水平剪切(SH)波为一体的Halbach阵列电磁超声换能器,在不增加体积的条件下,可同时实现横波和SH0阶导波的激励,兼具高精度定点测厚和区域缺陷扫查功能... 为解决金属板超声体波测厚效率低下、导波扫查定量能力不足的问题,提出了一种集横波与水平剪切(SH)波为一体的Halbach阵列电磁超声换能器,在不增加体积的条件下,可同时实现横波和SH0阶导波的激励,兼具高精度定点测厚和区域缺陷扫查功能。通过仿真对磁体阵列和线圈排布结构进行了建模与优化,基于优化结果加工、装配了换能器原型。针对SH波扫查和横波测厚功能分别搭建了实验平台,实验结果表明该换能器能够有效识别粘附铁块尺寸大于35 mm×10 mm×20 mm的缺陷回波,横波测厚的平均误差小于1.2%。该研究结合了超声体波定点测厚穿透强、准确度高以及SH波长距扫查、非频散的优势,提升了换能器的检测效率和功能性,具有良好的工业应用潜力。 展开更多
关键词 复合式换能器 线圈优化 halbach阵列 超声测厚 缺陷检测
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基于外能源武器的改进Halbach永磁同步电机优化设计
13
作者 乔子卓 张鹏军 +5 位作者 于云峰 石之昱 刘琪 郭威 白云 张运 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2025年第4期28-36,45,共10页
电机的转矩波动和齿槽转矩会直接影响外能源武器的射击精度,为增加外能源武器用永磁同步电机的稳定性,提出了一种改进Halbach永磁同步电机结构。通过建立电机有限元分析模型分析其在空载和负载情况下的电磁特性,验证了结构的可行性;利... 电机的转矩波动和齿槽转矩会直接影响外能源武器的射击精度,为增加外能源武器用永磁同步电机的稳定性,提出了一种改进Halbach永磁同步电机结构。通过建立电机有限元分析模型分析其在空载和负载情况下的电磁特性,验证了结构的可行性;利用正交阵列L27(3^(9),9^(1))抽样进行参数影响率分析,采用CCD响应面法建立拟合函数,使用NSGA-Ⅱ优化算法对电机进行目标优化。将优化后的电机与内置式永磁同步电机相对比,结果表明,在永磁体用量相同的情况下,改进Halbach永磁同步电机齿槽转矩下降了77.3%,电机转矩均值增加了10.8%,转矩波动下降了63.9%。研究为外能源武器用电机优化设计及提高外能源武器的稳定性提供了思路。 展开更多
关键词 外能源转管武器 永磁同步电机 halbach阵列 齿槽转矩 转矩波动 NSGA-Ⅱ算法
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新型Halbach阵列盘式永磁电机的磁场解析
14
作者 王晓远 尹春霞 李天元 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期21-31,共11页
基于印制电路板(PCB)技术的盘式永磁电机(AFPMM)提出一种新型Halbach阵列的转子结构,该阵列结构简单、易于优化。运用矢量磁位法对新型转子产生的空载气隙磁密进行解析推导,获得关于气隙磁场的数学模型。基于该模型,保持永磁体总用量不... 基于印制电路板(PCB)技术的盘式永磁电机(AFPMM)提出一种新型Halbach阵列的转子结构,该阵列结构简单、易于优化。运用矢量磁位法对新型转子产生的空载气隙磁密进行解析推导,获得关于气隙磁场的数学模型。基于该模型,保持永磁体总用量不变,以永磁体极弧系数比和径向长度比作为优化变量,气隙磁密基波幅值和谐波畸变率作为优化目标,确立最优转子结构参数。三维有限元仿真结果表明,解析法所得的气隙磁密波形与有限元法基本一致,验证了所提出解析模型的合理性。与传统Halbach阵列相比,新型Halbach阵列气隙磁密基波幅值提升了10.3%,同时谐波畸变率由19.8%降至4.8%,优化效果明显,可以有效降低高频工况下电机的涡流损耗、提升电机效率。最后制造一台样机进行相关实验测试,验证了解析和仿真分析的正确性,对PCB定子AFPMM的设计具有一定参考价值。 展开更多
关键词 解析法 电机设计 盘式永磁电机 气隙磁密 halbach阵列 印制电路板定子
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爬壁机器人矩形闭环磁阵列吸附模块改进与优化
15
作者 施琦 茅云生 +3 位作者 水金朋 陈柳屹 梁棋钰 宋利飞 《兵工学报》 北大核心 2025年第9期122-134,共13页
为提升爬壁机器人有限安装空间内的磁吸附效率、均匀磁场分布,提出一种基于Halbach的矩形闭环磁阵列吸附模块及参数优化方法,改善了直线型经典Halbach磁阵列吸附模块端部效应引起的磁吸附力衰减、漏磁,具有易安装、磁吸附力分布均匀的... 为提升爬壁机器人有限安装空间内的磁吸附效率、均匀磁场分布,提出一种基于Halbach的矩形闭环磁阵列吸附模块及参数优化方法,改善了直线型经典Halbach磁阵列吸附模块端部效应引起的磁吸附力衰减、漏磁,具有易安装、磁吸附力分布均匀的特点。通过建立考虑端部效应的磁吸附力衰减模型,利用仿真技术研究磁路结构变化对磁场分布和梯度的影响,确定了高吸附效率的结构配置。提取整合关键结构尺寸参数,采用随机均匀采样策略和响应面法建立非线性回归预测模型,并通过粒子群优化算法求解结构参数,得到最优磁吸附力参数组合。研究结果表明:所构建的预测模型展现出较高的可信度和精度,其平均相对误差仅为1.2615%;经过优化设计的矩形闭环磁阵列吸附模块,其磁吸附力性能增幅达到33.54%。为验证优化流程的有效性,进行了磁吸附模块的拉力实验以及机器人的运动越障测试,在曲面及含有焊缝障碍的壁面环境表现良好。 展开更多
关键词 halbach磁阵列 爬壁机器人 吸附模块优化 有限元模拟 响应面法
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新型双层Halbach永磁阵列的解析分析 被引量：28
16
作者 寇宝泉 曹海川 +1 位作者 李伟力 张晓晨 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第10期68-76,共9页
提出了一种新型双层Halbach永磁阵列,该阵列结构简单、易于优化,可以得到很高的气隙磁通密度正弦度。设计了一台高速无槽永磁同步电机,运用标量磁位法对双层Halbach永磁阵列在电机气隙中产生的磁场进行了解析分析,得到了气隙磁通密度的... 提出了一种新型双层Halbach永磁阵列,该阵列结构简单、易于优化,可以得到很高的气隙磁通密度正弦度。设计了一台高速无槽永磁同步电机,运用标量磁位法对双层Halbach永磁阵列在电机气隙中产生的磁场进行了解析分析,得到了气隙磁通密度的数学表达式,并进一步得到了电机空载反电动势。分析表明,优化后的气隙磁通密度的谐波畸变率仅为0.5%,反电动势中的谐波含量也非常小。制造了一台样机并进行了实验研究,通过解析、仿真与实验结果的对比,验证了解析方法的正确性。 展开更多
关键词 双层halbach 永磁阵列 解析分析 高速电机
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基于Halbach阵列的永磁球形电动机磁场 被引量：28
17
作者 夏长亮 李洪凤 +1 位作者 宋鹏 史婷娜 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第7期126-130,共5页
Halbach阵列永磁电机与常规磁体结构电机相比,具有更接近正弦的气隙磁密分布、更大的气隙磁通及良好的自屏蔽作用等特性。因此,Halbach阵列永磁电机具有效率高、体积小、重量轻等优点。本文提出一种Halbach阵列永磁球形电动机,介绍了其... Halbach阵列永磁电机与常规磁体结构电机相比,具有更接近正弦的气隙磁密分布、更大的气隙磁通及良好的自屏蔽作用等特性。因此,Halbach阵列永磁电机具有效率高、体积小、重量轻等优点。本文提出一种Halbach阵列永磁球形电动机,介绍了其基本结构和工作原理,并给出了转子磁极的Halbach阵列充磁规律。以转子4极、每极3块Halbach阵列磁体结构为例,对其磁场进行了分析,得出了磁场三维解析模型,并对磁场沿球坐标?和θ两个方向的谐波含量进行了研究。最后采用有限元方法对磁场进行了分析。 展开更多
关键词 halbach阵列 球形电动机 磁场计算 有限元法
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Halbach阵列无轴承永磁电机有限元分析 被引量：21
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作者 朱熀秋 陈雷刚 +2 位作者 李亚伟 周令康 姜永将 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第4期45-49,共5页
针对气隙磁密对无轴承永磁电机可靠性、转矩脉动及径向悬浮力的影响,提出了Halbach阵列永磁转子结构。从无轴承永磁电机的转子结构出发,对常规面贴式永磁转子和Halbach阵列永磁转子进行了比较分析,并用Ansoft进行了有限元分析,得出了两... 针对气隙磁密对无轴承永磁电机可靠性、转矩脉动及径向悬浮力的影响,提出了Halbach阵列永磁转子结构。从无轴承永磁电机的转子结构出发,对常规面贴式永磁转子和Halbach阵列永磁转子进行了比较分析,并用Ansoft进行了有限元分析,得出了两种不同转子结构的磁力线分布图及气隙磁密波形,分别对两种转子结构的无轴承永磁电机的径向悬浮力与悬浮力绕组电流的关系进行了对比。分析结果表明:Halbach阵列应用在无轴承永磁电机中能显著提高气隙磁密及其正弦特性,增大径向悬浮力。Halbach阵列应用于无轴承永磁电机具有可行性和可靠性。 展开更多
关键词 无轴承永磁电机 halbach阵列 永磁转子 气隙磁密 有限元分析
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磁共振用Halbach永磁阵列的仿真分析 被引量：3
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作者 张广才 刘朝阳 +2 位作者 陈巧燕 陈方 杨晓冬 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期98-103,共6页
阐述了Halbach永磁阵列的原理及所产生的静磁场的特点,利用Maxwell仿真软件对一种可用于核磁共振小型化的圆柱型Halbach阵列进行了静磁场仿真分析——首先对理想情况下圆柱型Halbach阵列在不同离散磁块数、磁性材料和磁块尺寸时所产生... 阐述了Halbach永磁阵列的原理及所产生的静磁场的特点,利用Maxwell仿真软件对一种可用于核磁共振小型化的圆柱型Halbach阵列进行了静磁场仿真分析——首先对理想情况下圆柱型Halbach阵列在不同离散磁块数、磁性材料和磁块尺寸时所产生的磁感应强度进行了对比,然后将充磁方向和磁块性能存在误差的非理想情况与理想情况下的Halbach阵列产生的静磁场进行了对比,最后将Halbach阵列与H型常规永磁体进行了对比.结果表明:组成Halbach阵列的磁块数目、磁性材料的性能和磁块尺寸是影响磁感应强度的主要因素;磁块选材、充磁等加工工艺对Halbach阵列的磁场均匀性有很重要的影响;相比于常规永磁体,Halbach阵列在用料和产生的磁场强度方面具有一定的优势. 展开更多
关键词 磁共振 永磁体 halbach阵列 仿真分析
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直线型Halbach磁体和导体板构成的电动式磁悬浮系统的分析及实验 被引量：20
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作者 李春生 杜玉梅 +1 位作者 夏平畴 严陆光 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第1期18-22,共5页
永磁和导体板构成的电动式悬浮系统轨道是导体板,磁体使用直线型Halbach型磁体,该系统悬浮力和磁阻力是导体板上产生的涡流和磁体的相互作用的结果。本文建立简化的二维模型,研究该悬浮系统的动态特性,从电磁场方程出发完备求解微分方程... 永磁和导体板构成的电动式悬浮系统轨道是导体板,磁体使用直线型Halbach型磁体,该系统悬浮力和磁阻力是导体板上产生的涡流和磁体的相互作用的结果。本文建立简化的二维模型,研究该悬浮系统的动态特性,从电磁场方程出发完备求解微分方程,推导悬浮力、磁阻力和浮阻比的解析表达式,并且和Ansoft计算结果以及实验结果进行对照。结果表明电动式悬浮系统二维分析模型是合理的,实验装置的设计制造也是合理的,这些对进一步研究电动式磁悬浮技术是很必要的。 展开更多
关键词 直线型halbach阵列 电动式 磁悬浮 永久磁体 动态特性
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