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为进一步研究超磁致伸缩材料磁能损耗特性,将棒状Terfenol-D材料沿着不同磁化方向进行切片,制成多个方形环状薄片样品,对比分析了材料磁化方向以及样品尺寸对磁能损耗的影响。在不同驱动磁场频率和磁密幅值下,对磁能损耗进行测试,分析损耗实测数值变化趋势。基于损耗分离法,结合实测数据,考虑了材料内部涡流集肤效应及动态磁滞特性等影响,对高频磁能损耗进行了数值模拟,研究各项损耗系数变化规律。结果表明,Terfenol-D材料高频磁能损耗随着频率及磁密幅值增加,整体呈数值增大、增速加快趋势。在高频下,损耗系数为随着频率和磁密幅值变化的变量。当频率大于5 k Hz、磁密幅值大于0. 05 T时,数值模拟方法所得计算值与实测值的平均误差为3%。 相似文献
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超磁致伸缩执行器在高频率下工作时,能量损失不仅包括磁滞损失、Terfenol-D棒涡流损失,还包括执行器导磁回路的附加涡流损失,同时执行器上存在磁场、电场、温度场及机械应力场四场之间的耦合.本文考虑超磁致伸缩执行器Terfenol-D棒质量、预压应力、偏置磁场、磁滞和涡流损失,从电场、磁场和机械应力场三场耦合角度,建立超磁致伸缩执行器三维非线性动态有限元模型.超磁致伸缩材料磁滞特性由Berqvist和Engdahl磁滞模型来描述.应用FEMLAB建模分析并与实验结果对比,发现模型与实验结果吻合较好,验证了所建立三维动态FEM模型的正确性. 相似文献
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在Galfenol合金能量平均静态滞后模型基础上,考虑铁磁材料在动态磁场作用下的涡流损耗和附加损耗,建立了Galfenol合金动态滞后磁化强度模型和应变模型。利用Galfenol合金磁特性测试系统进行了应变和磁场静态特性测试,测试结果与模型计算结果吻合较好。利用该测试系统测试了〈100〉取向多晶Fe83Ga17合金在动态磁场频率分别为1、10、20、40、60、100、200、300 Hz作用下的应变和磁场的关系。实验结果和模型计算结果对比表明,在磁场频率为200 Hz以下时,模型能准确反映应变与磁场的关系,频率为200 Hz以上时,计算结果与实验结果出现偏差。该模型能用于Galfenol合金的器件设计与应用。 相似文献
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磁致伸缩力传感器依靠材料磁化强度的改变来表征外部力载荷的大小,研究了基于Fe-Ga合金磁致伸缩逆效应的力传感模型,采用三维有限元方法对力传感磁路进行了优化与设计。为了研究不同磁场和负载对材料磁化强度的影响,以均质能量公式为基础,在均质能量公式中引入以应力和磁场为自变量的吉布斯自由能函数,建立了描述合金磁化强度随应力变化关系的模型。为对模型进行验证,建立了一套磁致伸缩力传感特性测试系统,分别对Fe-Ga合金和Terfenol-D力传感特性进行测试与对比,验证试验表明所建立的模型可以较好预测磁化强度的变化,并且可以预测偏置磁场的影响。在Fe-Ga合金与Terfenol-D的对比试验中发现,Fe-Ga合金对偏置磁场更为敏感,并且磁滞非线性较Terfenol-D更小,由于无退火应力,Terfenol-D在偏置较低时出现负方向的磁化强度。 相似文献
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通过对Halbach阵列磁场的分析可知Halbach阵列形成的单边磁场具有自屏蔽作用,将磁场强度集中在工作气隙中,解决了传统磁排列方式端部漏磁大的问题,提高了气隙中的磁感应强度,使传动转矩增加。基于Maxwell方程,推导出涡流损失功率的理论计算公式。利用ANSYS分析软件对隔离套上的涡流损失进行一个周期的分析,结果表明:隔离套上的涡流呈涡旋状分布并且集中在隔离套的外表面上,验证了涡流的"趋肤"特性;磁力联轴器正转时的涡流损失要小于其反转的涡流损失,为以后的工程应用提供借鉴。 相似文献
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比例电磁铁行程力特性仿真与实验研究 总被引：4，自引：1，他引：4
由于采用经验公式的结构设计方法较为粗略,建立了比例电磁铁磁场的数学模型,利用有限元方法探讨了比例电磁铁的行程力特性,并通过实验进行了验证。在此基础上,对影响比例电磁铁行程力特性的衔铁长度、径向间隙、隔磁角、隔磁曲线以及导套厚度等主要结构参数进行了仿真分析。 相似文献
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提出了3种带导磁罩的磁力排种元件,并利用磁场有限元分析软件对有、无导磁罩2种磁力排种元件空间磁场特性进行了分析,得出了排种元件磁吸端面以及气隙空间磁感应强度分布规律。分析表明,有导磁罩排种元件漏磁少、磁能利用率高、磁吸端面附近的磁感应强度强,在相同安匝数下其磁吸端面磁感应强度比无导磁罩排种元件高30.41%,说明有导磁罩排种元件的吸种性能优于无导磁罩排种元件。通过对锥形、截锥形和阶梯形3种磁吸端部结构有导磁罩排种元件轴向、横向磁感应强度分析比较,得出有导磁罩锥形结构排种元件为优选结构。通过磁吸端面磁感应强度、最小吸种电流以及排种性能测试,证明了结构优选结果的正确性。 相似文献
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为研究转速、隔离套材料以及转角差对磁力联轴器涡流损失的影响规律,对圆筒型磁力联轴器进行稳态磁场数值计算.计算结果表明:涡流损失随转速的提高成倍增长,转速为3 000 r/min时的涡流损失值约为500 r/min时的24倍;材料电导率不同,所制成的隔离套涡流损失也不同,钛板TP340电导率为304SS的1.65倍,其涡流损失为后者的1.61倍;在1个磁极周期内,转角差增大1°,涡流损失值约增大1%.对该磁转子进行试验测试,结果表明:在转速分别为3 000,500 r/min条件下,304SS隔离套的涡流损失之比是23.0,而TP340隔离套的涡流损失之比为24.6;涡流损失随耦合长度减小而减小,且在高速下减小更多,耦合长度每减小10 mm,转速500 r/min时涡流损失值约下降3.6%,转速3 000 r/min时涡流损失值约下降10%.对比数值计算与试验结果,其能量损失变化趋势较一致. 相似文献
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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Fn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. 相似文献
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针对电涡流缓速器耗电量大和制动力矩热衰退严重的问题,基于涡流制动与电机再生制动原理,提出一种将液冷式电涡流缓速器与单相外转子磁阻电机结构相结合的新型能动型缓速器。建立了能动型缓速器的电磁场数学模型,数值模拟预测了其制动性能,优化了电机的开通、关断角,计算了下坡持续制动时电机能量回收时的功率,最后对该缓速器的空损力矩、制动力矩热衰退、发电性能和电动性能进行了台架试验,试验结果表明,在1 000 r/min时涡流制动力矩达到1 260 N·m,持续制动12 min,制动力矩仅下降15%,可满足重型货车的辅助制动需求;电机再生制动力矩随着转速的增大呈先增大后减小的趋势,在1 000 r/min时制动力矩达到最大;当车辆以35 km/h的速度下坡制动时,能量回收功率可达到94 kW。 相似文献
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永磁式缓速器热-磁耦合建模与试验 总被引：1，自引：0，他引：1
永磁式缓速器转子鼓温度场分析是散热片设计的核心。温度场和磁场存在弱耦合关系,涡流损耗作为温度场控制方程的内热源。随着温度升高,电阻率ρ升高,相对磁导率μr下降,引起涡流损耗变化。建立了永磁式缓速器多因素影响的热-磁耦合数学模型。阐述了各种耦合算法的计算量,局部和全局收敛性。运用ANSYS分析软件和APDL参数化设计语言编程,对转子鼓热-磁耦合场进行计算,得到了转子鼓午面和轴向的温度分布。试验值和有限元结果验证了数学模型的正确性。 相似文献
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为了研究电涡流传感器中电涡流探头线圈的结构参数对检测性能的影响,以电磁场理论为基础,采用有限元分析法,以有限元仿真软件COMSOL为工具,建立电涡流传感器的检测模型,通过仿真研究电涡流传感器探头的电磁特性和影响其性能的探头线圈内径、外径、厚度等结构参数.结果表明:电涡流传感器探头线圈的电阻值与电抗值随线圈内径和外径的增大及厚度的减少而呈上升趋势,当内径和外径越大、厚度越小时,电涡流传感器的灵敏度越高,且线圈厚度对传感器灵敏度的影响更明显.研究结果对研制用于钢闸门缺陷检测的电涡流传感器的优化设计具有一定的参考价值. 相似文献
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研究了轴向永磁联轴器的结构优化设计。首先根据层模型理论,以轴向永磁联轴器的关键结构参数(气隙长度、铜盘厚度等)为设计变量,以成本最低、输出转矩最大以及涡流损耗最小3个性能为多优化目标,建立了轴向永磁联轴器的数学优化模型;其次是将混沌搜索和自校正权重引入到布谷鸟搜索方法中,提出了一种改进的布谷鸟搜索方法;然后,利用模糊理论将多目标优化问题转换为单目标问题,并运用改进布谷鸟搜索算法优化求解;最后,对结构参数优化后的轴向永磁联轴器性能进行了ANSYS仿真,而且制作样机并进行了试验测试。仿真和试验结果表明:提出的优化结果优于遗传算法和粒子群优化等方法,与标准模型相比,成本降低了9%,转矩提高了15%,涡流损耗减少了10%。 相似文献