摘要：超磁致材料GMM(Giant Magnetostrictive Material)作为高科技功能材料得到了迅速发展,由于具有大的室温超磁致伸缩系数,高的电(磁)能-机械能转换率,高能量密度,响应快等优异特性,GMM得到了广泛应用。文中根据 GMM磁-机能量耦合转换机理,结合有限元分析开发了CAD软件,设计了GMM微致动器,并通过GMM致动器组合构型:构思与研制了一种具有高出力、快响应、可控性好的新型椭圆驱动超磁致电动机,并得到了试验验证。

摘要：永磁直线同步电动机(Permanent magnet linear synchronous motor,PMLSM)齿槽力是影响电动机性能的主要因素之一,特别是在高精度,低速情况下,问题尤为突出。根据q<1分数槽绕组PMLSM结构,采用有限元法计算齿槽力的影响,建立以径向基神经网络为基础的PMLSM齿槽力预估器,其学习算法首先采用快速模糊C均值算法(Accelerated fuzzy C-means,AFCM)对数据进行聚类,选取基函数传播因子,再由最小正交平方算法(Orthogonal least squares learning algorithm,OLSA)选取中心矢量,该预估器与带动量的BP网络(Back propagation neural net- work,BPNN)预估器相比较表明,能够在加快网络学习速度的前提下,保证精度,缩小网络规模,提高网络分类能力。试验结果表明,采用q<1分数槽绕组PMLSM能够有效地减小齿槽力的影响。预估器的建立,能够在设计阶段对PMLSM齿槽结构参数进行有效地预估,使得电动机在满足推力波动指标条件下,实现快速敏捷设计,提高PMLSM的整体设计水平。

摘要：在研究低温超磁致材料(cryogenic giant magnetostrictive materials,CGMM)磁-机-电的场强耦合特性和高温超导材料带(high temperature superconductor,HTS)各向异性的基础上,设计了高温超导励磁的低温超磁致致动器。结合有限元场耦合计算方法,利用遗传算法进行了优化计算,计算结果表明,可以找到一个最佳位置,在超磁致材料性能充分发挥的同时,使高温超导带的使用量最少。基于超导特性并结合CGMM耦合有限元分析模型的遗传算法以及CAD软件为以多场耦合转换材料为基础的微操作机构与器件的设计提供了有益的经验和可借鉴的方法。

摘要：为研究超磁致致动器(giant magnetostrictive actuator,GMA)激磁电路的电感变化给动态特性带来的影响,分析超磁致材料(giant magnetostrictive material,GMM)的BH曲线随应力变化的内秉特性,建立GMA的电磁场、力场有限元模型和激磁电路集总参数模型,详述了在这2种模型之间以电感作为耦合参变量的场路耦合方法,并采用时步法进行GMA在不同电压下的动态特性分析。结果表明,该模型与电感作为常量的普通模型相比在时域特性上具有明显的非线性特征,在一定程度上解决了将电感作为常量处理带来的误差问题,为精细设计GMA提供了可借鉴的方法。

摘要：超磁致材料 Tbx Dy1 - x Fey(GMM)是 ***于 70年代发现的新型稀土—铁系功能材料。近几年来 ,作为高科技功能材料得到了迅速发展 ,这种材料由于具有很大的室温超磁致伸缩应变量 ,高的电 (磁 )能 -机械能转换率 ,高能量密度 ,伸缩应力大 ,机械响应快等优异特性 ,因而有着广泛的应用前景。该文设计了一种高出力、快响应、可控性好的超磁致微位移直线驱动器。文中对超磁致微位移直线驱动机理进行了探讨 ,并在 MATL AB平台上 ,以有限元分析 (FEM)为基础研制了 CAD软件 。

摘要：为了减小永磁直线同步电机(PMLSM)齿槽力的波动,采用二维电磁场有限元方法,结合动态分网来描述PMLSM定、动子间的相对运动.考虑非线性磁饱和的影响,对槽形尺寸、斜槽、闭口槽、气隙、分数槽等影响下的齿槽力进行了分析.计算结果表明,分数槽是有效减小PMLSM齿槽力波动的重要措施.将模拟计算得到的槽形、气隙对齿槽力波动的影响作为神经网络的训练样本,结合动量法和自调节学习规则,构建了基于BP神经网络的齿槽力预估器.通过该预估器,可以在PMLSM设计阶段对槽形尺寸、气隙大小进行合理的选择.

摘要：永磁直线同步电动机(Permanent magnet linear synchronous motor,PMLSM)采用每极每相槽数小于1(q<1)分数槽结构,解决了运行的平稳性,这种直线电动机的高推力密度特性是PMLSM设计分析的关键问题。基于此,为了分析PMLSM的负载特性,建立基于二维磁场方程的PMLSM有限元分析模型。采用开放边界条件,将边端漏磁对PMLSM的影响加入有限元模型中去,提高了分析精度。从时空相量图出发,设定q<1分数槽绕组的三相电流分布,采用松弛因子法调节α角,对PMLSM额定负载推力进行迭代计算,得到采用瞬时电流法计算的PMLSM负载特性及其参数。同时对试验样机进行参数实测,将有限元计算结果和实测结果进行比较。结果表明,有限元分析模型能够确定PMLSM的负载特性,并获取PMLSM的参数以及功角特性,交、直轴同步电感参数对PMLSM的运行控制具有很大参考意义。

摘要：根据超磁致材料的磁 -机能量耦合转换机理 ,用有限元耦合迭代方法 ,设计了超磁致材料微致动器 ,在此基础上 ,利用超磁致材料微致动器的组合构型 ,研制了一种新型超磁致球电机样机。这种球电机通过简单的运动部件产生二维运动 ,并对原型样机进行了试验测试 ,验证了新型超磁致球电机的驱动特性。通过新型超磁致球电机样机研制与试验验证 ,说明超磁致材料致动器组合构型的超磁致球电机 ,是开发球电机的一种有效方法。

摘要：根据超磁致材料(giantmagnetostrictivematerial,GMM)磁-机耦合能量转换的本构关系,采用有限元(FEM)耦合迭代方法,设计了超磁致微致动器,研究了超磁致介质的力学特性(应力、应变)与磁学特性(磁场强度、磁感应).对算法的考察分析表明,不同类型负载下FEM耦合迭代算法均具有良好的收敛性能.将FEM耦合迭代计算的理论结果与实验结果作了比较,两者比较吻合.对不同预压力下器件的响应特性进行了分析,结果表明,在6MPa预压力下,致动器具有较好的线性和较大的应变量,二者取得较好的折中.