摘要：自适应滤波器因其具有能跟踪未知信号特性并自动调整到最佳的滤波效果而被广泛应用于诸多领域,如噪声消除、智能天线阵、音视频处理等。针对自适应滤波器实时性和运算速度等要求,FPGA成为自适应滤波器硬件实现的主流平台之一。由于系统愈加复杂,FPGA的片上资源也显得弥足珍贵。对于FPGA自适应滤波器而言,资源的大量消耗主要来自于乘法运算量,因此在设计中达到相同的滤波效果时降低乘法资源的消耗是关键。该研究基于EP4CE15F17C8的FPGA平台,采用模块化和并行式的设计思路,基于符号LMS算法自行设计了有符号数阵列乘法器,在有限硬件资源的条件下实现同等滤波效果的自适应陷波器设计。试验结果表明:以滤除工频干扰为例,硬件平台能有效恢复目标信号,与目前流行的自适应陷波器对比,所需乘法器资源减少7%。

摘要：针对集中绕组模块组合式定子结构对低速大功率直驱永磁同步电机性能的影响进行研究。首先介绍了模块化定子的分块规则和分块数。基于绕组函数法推导了单个定子单元模块在不同拆分方式下的绕组函数和电感表达式。基于有限元仿真先分析了仅绕组分块对电机性能影响;然后分析了冲片和绕组都分块对电机性能影响。通过对比空载和负载性能,总结出各种定子模块化拆分方案的优缺点,为大功率低速直驱永磁同步电机的模块化设计与制造建立了基础。

摘要：针对目标电机低速加速段中存在明显类似“口哨”的高频噪声的问题及电机量产降本原则,将48槽8极峰值功率62 kW的乘用车前驱动电机作为案例进行电磁方案设计。基于设计指标及存在问题设计了定子结构相同内置式转子拓扑结构不同的优化方案,推导计算了两电机方案气隙磁场幅值波形时空分布方程及电磁力表达式,建立了两电机方案有限元模型及电磁-结构声场耦合模型,仿真分析比较两电机气隙磁密及径向电磁力谐波含量。基于仿真结果得到优化方案,在不牺牲电磁性能的前提下削弱了低速段加速过程的0阶6f1径向电磁力,并使磁钢用量从1.474 kg降低到了1.371 kg,实现了降本目的。最后分别制作样机进行实验验证,结果表明优化方案明显削弱了低速段径向振动,降低了24倍频电磁噪声,与仿真结果相吻合。

摘要：双螺杆泵、挤压类负载并行对驱机械装备一般采用“异步电机+同步齿轮”驱动,同时螺杆间间距很小,由于系统共振极易造成螺杆碰撞,甚至损坏。针对这一问题,提出了一种并联直驱连体永磁电机直接驱动双螺杆泵的方法,并对其刚度与模态进行了研究。首先,提出了电机的运行机理和设计方法,并对连体电机双螺杆泵系统进行了研究;然后,对其进行了刚度解析计算,得出了总形变量;同时对螺杆和采用连体永磁电机驱动的双螺杆泵系统进行了模态分析,计算了固有频率及相应的临界转速,分析了螺杆的刚度与临界转速能否满足双螺杆泵系统使用要求;最后,制作了样机,并进行了系统稳定性测试。研究结果表明:通过有限元结果验证了刚性解析计算的正确性;同原有驱动方式相比,并联直驱连体永磁电机直驱可有效提升系统效率;设计时通过将电机频率远离固有频率,可以有效防止螺杆的共振,为并联直驱连体永磁电机的速度选择提供参考。

摘要：针对低速大功率电机体积过大带来的制造、运输、装配以及维护困难等问题,提出了一种基于采用不等跨距绕组的模块组合式定子永磁电机结构,实现了低速大功率电机定子的模块化制作,增强了电机的制造灵活性、运行可靠性、可维护性以及容错性。本文阐述了模块组合式定子永磁电机结构,总结了其设计方法,并对模块组合式电机定子分块规则和不等跨距绕组进行了研究。在此基础上设计制造了一台样机,采用有限元方法进行了仿真分析,并用解析法和增量电感法分别计算了样机的自感参数和互感参数。最后搭建试验台进行了实验。仿真结果和实验结果都验证了所提结构和设计方法的合理性。

摘要：针对高温、高压电动阀门过长的传动链和大体积的问题,提出了一种新型高温、高压直驱电动阀门屏蔽式永磁电机(DDEAV-CPMSM)一体式结构。首先,探究了温度、压强、屏蔽套参数对电动阀门一体式结构应力应变分布的影响;然后,对比了不同屏蔽套参数下的电动阀门电磁性能,并对高温、高压下的危险截面进行了应力评定;在屏蔽套最优参数基础上,提出了加强环结构,比较了不同加强环尺寸下的等效应力,建立了危险截面下最大等效应力随加强环厚度、宽度、位置变化的函数曲线;最后,搭建了电动阀门一体式结构高温、高压实验平台,进行了加强环变形量测定。研究结果表明:加强环能提高电动阀门屏蔽套的安全系数,测量得到加强环外径平均值为126.172 mm,仿真模拟加强环外径值为126.06024 mm,相对误差为0.088%;该结果可为高温、高压下一体式电动阀门承压结构设计提供理论依据。

摘要：传统电机是机-电能量转换,损耗与温升是电机设计时需要削弱和避免的问题。该文从传统电机损耗与温升出发,提出了用于加热的零机械能输出感应电机。利用绕组所产生的径向磁场在实心结构的定子和转子铁心中感应产生涡流,将输入的电能全部转化为热能,具有定子、转子双边加热的特点。其独特的双边加热效果可解决挤塑类设备旋转螺杆加热瓶颈问题。建立了系统等效模型,给出了电磁功率解析表达式,采用有限元法分析了系统涡流分布与铁心端部效应。对样机进行加热实验,结果证明该种电机与传统线圈缠绕式电磁加热相比,具有节能高效、预热时间短、径向温差小等优点。

摘要：针对自起动永磁电动机在油田中应用出现起动困难问题,结合自起动永磁电动机自身的起动特性和油田变压器容量低这一特定的应用场合,自起动永磁电动机较大的起动电流会导致低容量变压器产生较大的变压器电压降,影响电动机起动性能的发挥。有必要研究自起动永磁电动机起动对变压器电压降的影响,利用场路耦合联合仿真法,在考虑变压器电压降的情况下对电动机的起动性能进行了分析,分析了电机设计参数对其带载起动能力的影响,并通过实测数据进行了验证。根据研究可得变压器电压降对电动机的牵入能力影响较小,在设计的时候可侧重提高其起动转矩,研究结果对油田类负载变压器容量的选择和电动机的选用具有参考价值。

摘要：针对传统异步电机驱动提花喷气织机传动链冗长、系统效率低、噪音大等问题,提出一种永磁电机直驱系统。为保证布匹质量,采用遗传算法优化转子偏心距和极弧系数,削弱电机转矩脉动。由于提花喷气织机负载不断变化,持续影响电机磁热性能,提出一种瞬态磁热双向耦合逐次逼近稳态温升的计算方法。对比分析了不同功率点下电机温升分布规律及电磁性能,得到最佳功率点。最后研制了一台3.1 kW的样机并进行试验,试验数据与仿真结果基本吻合,验证了所提的采用瞬态磁热双向耦合逐次逼近稳态温升进而选取最佳功率点的合理性,为提花喷气织机直驱永磁电机设计提供了依据。

摘要：以无人机主推进电动机为研究对象,基于流固耦合传热理论,结合无人机主推进电动机通风特性及开启式结构特点,建立电动机在强冷却条件下流固耦合物理模型与数学模型,给出温度场计算方法,得出主推进电动机额定状态下温度分布及轴向剖面温度分布及主要部件的温升变化规律。对电动机进行风洞与飞行试验,并将试验结果与理论分析进行对比,验证理论分析的正确性。研究结果可为无人机主推进电动机温度场研究及优化设计提供理论依据。