摘要：永磁同步电主轴广泛应用在高速数控机床中,但电主轴运行过程中产生的齿槽转矩严重地影响了机床的加工精度和运行平稳性。通过平行充磁等效面电流法对三种削角永磁体的电主轴空载气隙磁场进行建模,进而求出永磁同步电主轴气隙电磁力,并确认了影响齿槽转矩的因素;通过与有限元仿真对照分析,验证了等效面电流法分析计算的有效性。利用麻雀搜索法优化出永磁体最佳削角宽度和削角弧度,优化后的永磁同步电机主轴设计方案有效地减小了齿槽转矩。

摘要：针对传统仿人机械臂载荷与自重比低的问题,提出一种多电机耦合驱动式仿人机械臂。根据人臂的运动特性,确定串联结构下的仿人机械臂构型,并将机械臂划分为肩关节模块、肘关节模块和腕关节模块。分析单电机驱动单关节的绳索传动特性,推导该模型下电机与关节的扭矩映射关系和转角映射关系。研究各模块中多电机耦合驱动多关节的电机布局和绳索绕线方式,解释各模块中多电机耦合后的工作原理,推导各模块中电机与关节的扭矩映射关系和转角映射关系。并通过实验验证各模块中映射关系的正确性,以及各模块关节的承载能力。结果表明:多电机耦合驱动方式在保证质量的前提下,可以有效提高各关节的承载力,为仿人机械臂的设计提供理论依据。

摘要：为了实现大容量外转子永磁风力发电机组定子轻量化设计目标,针对定子结构特点和运行过程中的载荷工况,对定子刚度和强度进行了系统分析,得到了定子的应力和变形分布,确定了定子的优化区域。在保证定子刚度和强度满足要求的条件下,运用变密度法对其进行初步拓扑优化设计。在此基础上,通过灵敏度分析确定了对定子质量、刚度和强度影响较大的尺寸参数,进行了响应面尺寸优化。优化后定子的最大应力和最大变形均在许可范围内,质量减少了1 199 kg,减重11.25%,实现了轻量化目标。

摘要：3 MW永磁风力发电机组外转子结构重量较大,增加了机组负荷且影响机组的安全性,针对这一问题,对风力发电机组外转子结构的载荷特性和应力变形进行了研究。提出了拓扑优化、多目标灵敏度分析、响应面优化相结合的转子轻量化方法,通过变密度法建立了变形能最小化的转子优化模型,对转子模型进行了初步的拓扑优化设计;对转子模型进行了参数化建模,通过灵敏度分析确定了对转子结构影响较大的结构尺寸参数;结合响应面优化方法筛选出了最优目标参数,实现了转子最优结构设计目标。研究结果表明:在保证结构强度和变形满足要求的条件下,经轻量化设计后结构整体减重4799 kg,占总重量的26.5%。

摘要：针对盘式永磁电机气隙磁密和反电动势中含有谐波、存在转矩脉动的问题,提出了一种磁极形状优化方法以降低盘式永磁电机气隙磁密波形和反电动势波形的畸变率、抑制转矩脉动。建立了盘式永磁电机的等效磁网络模型,基于此模型解析计算出电机的空载反电动势,并通过有限元法进行了仿真验证。在确定最小气隙长度前提下,对不同磁极整形方法(即不整形、圆弧削极、偏心圆弧削极)气隙磁密、反电势、转矩脉动这些电磁性能进行了比较,得出了最佳优化方案。结果表明,优化设计后,气隙磁密波形和反电动势波形的畸变率明显减小,转矩脉动得到抑制。

摘要：为研究涡旋压缩机动静盘啮合时的固有频率,建立了涡旋压缩机动涡旋盘、静旋涡旋盘啮合时的数学模型。通过Solid Works软件建立了两个涡旋盘啮合的三维实体模型,将建立的模型导入有限元软件ANSYS中计算,得到相应的动、静涡旋盘啮合时的6阶固有振型及各阶振型最大位移量。通过对比两种不同材料:灰口铸铁和镁合金,分析得出提高系统固有频率的一种途径。研究成果为涡旋压缩机的设计及在外部激振力作用下的振动响应分析提供了一定的理论依据。