摘要：高功率密度永磁同步电动机由于单位体积上所折合的输出功率大而具有广阔的应用前景。但单位体积上输出功率大的同时,发热量大,导致整机温升严重,合理的散热设计对高功率密度电动机至关重要。先计算电动机额定负载运行时的各种损耗值,分析电机温升特点,再合理地设计电机的冷却结构,最后对电机进行热场仿真分析。以一台21kW、11 000 r/min航空油泵电机设计为例,对电机进行了散热结构设计及热场分析。试验数据表明,电机发热计算及热场分析准确,冷却结构设计合理。

摘要：较大功率的无线电能传输(WPT)装置通常体积较大,限制了其在特定领域的应用。为此,这里提出一种高功率密度WPT装置设计方法。首先,建立磁耦合谐振系统的互感模型,以便确定该设计的补偿方案。接着,借助于Maxwell软件,以提高装置的功率密度为目标,对磁芯形状、线圈线径、绕线位置等方面进行了具体的设计。然后,利用Matlab软件进行仿真,结果表明所设计的高功率密度装置满足系统指标。最后,搭建实验样机证明了理论分析和方案设计的正确性及有效性。

摘要：针对齿轮箱设计的特点,将齿轮箱优化设计分为传动系统优化和结构优化。传动系统优化是采用以经验数据为基础传统优化或以动力学分析为基础的动力学优化方法获得最优的传动系统参数。结构优化采用三维结构优化设计和拓扑优化方法进行齿轮箱的最优结构。结构优化时,先采用三维结构优化完成结构设计,再利用ANSYS拓扑优化对箱体等主要零件进行拓扑优化。

摘要：X射线源是X射线显微成像系统的核心部件,其功率密度和焦斑大小与聚焦系统密切相关。本文对高功率密度微焦斑X射线源的聚焦系统进行了优化设计,包括透镜结构设计、多透镜工作模式的选择、透镜间距优化等。本文设计了小球差系数的物镜;提出了由聚光镜、辅助聚光镜和物镜组成的多透镜聚焦系统,以实现系统较大的缩放比率和束流较高的传递效率;优化了透镜间距,以保证在满足系统缩放比率的前提下减小聚光镜的安匝数。最后,运用MEBS公司专业电子束计算软件,计算仿真了160 k V的加速电压下聚焦系统中透镜的场分布、电子的运动轨迹、像差、束斑分布等电子光学参量,最终得到束流为80μA,束斑为0. 9μm,功率密度优于1 W/μm^2的微束斑电子束。本文设计的聚焦系统为高功率密度微焦斑X射线源的设计和研制提供了依据。

摘要：针对近年来新发现的典型高能物质特点进行了分类和性能总结,通过炸药类高能物质的能量特征研究了高功率密度能量的输出特性,得到了能量密度与能流密度的输出差异;从作用时间及空间特征尺寸角度重新认识了常规高能物质的高功率密度特性,并对未来的发展提出了展望。结果表明,高能物质能量的高功率密度输出能够达到其他常规材料所无法比拟的量级差距,优化高能物质的装填结构和能量激发序列设计能够使相同质量炸药的爆炸输出功率差别达到1~4个数量级,能量密度差别达到1~2个数量级,能流密度差别达到1~6个数量级。

摘要：在分析永磁同步电机矢量控制理论的基础上,针对当前工业数控系统高功率密度的发展需求,提出了一种新型的多轴交流伺服驱动控制系统设计方案,给出了软硬件的具体实现方法。系统采用DSP+FPGA的体系结构,运用集中控制及分层处理的设计思想,集数据采集、数据处理、智能控制及网络通信等功能于一体。试验结果表明,系统具有体积小、实时性好、精度高、可靠性高、动态响应快等优点。

摘要：针对高效节能的科技发展趋势,提出一种具有直驱特性和高功率密度的二自由度电磁执行器(two degree of freedom electromagnetic actuator,2-DOF EMA)。2-DOF EMA集直动与转动功能于一体,提高了系统结构的紧凑性;系统取消了运动转换装置,将电能直接转化为运动所需的机械能,从而提高其传动效率。在完成整体结构设计与三维建模的基础上,介绍了2-DOF EMA的工作原理并建立其系统数学模型,进而完成2-DOF EMA工作特性的仿真研究与台架测试工作。结果表明,2-DOF EMA的最大驱动力超过1 200 N,直线运动20 mm仅需14.7 ms;驱动转矩可达2.5 N·m,转过22°角位移需要的时间为13.5 ms,且仍有进一步提高的余地。

摘要：对高功率密度柴油机智能冷却系统进行了简介,概述了国内外发展现状,总结了我国在高功率密度柴油机智能冷却系统研究方面与国外的差距,提出了我国高功率密度柴油机智能冷却系统设计的总体方案、CFD仿真方法、控制策略及智能控制系统软硬件的构成,并对今后的工作进行了展望。

摘要：针对目前传统舵机占据舱室空间大、隐蔽性差等问题,探讨了一种将驱动机构置于舵柄内的高功率密度舰船舵机.在对其结构分析的基础上,探讨了高功率密度舵机的工作原理、在舰船上的安装布置、主作用力的传递路线;从理论上分析了各设计参数对舵机转舵性能的影响;应用Hertz理论,建立了多参数对舵机滚珠传动副性能的影响模型,为高功率密度舵机的结构优化设计、性能改进提供了理论基础.通过和现有其他力矩放大传动装置传递功率能力比较,以及样机试验结果表明,驱动机构位于舵柄内的高功率密度舰船舵机满足现代船舶操纵系统对高性能舵机的要求,具有结构紧凑、功率密度大、材料利用率高、响应快、动态性能好等优点.

摘要：全电动飞机用高功率密度外转子永磁同步电机的损耗主要集中在定子铁心和绕组上,导致传统的强迫风冷方式难以将热量通过机壳、端盖传递到外界。为此,首先,该文提出一种基于热管技术的高性能冷却系统,此冷却系统充分利用热管高导热性能,将热管一端插入定子铁心轭部,另一端连接相应的冷却结构进行散热,并综合对比分析了三种不同散热器结构的散热能力。在此基础上,搭建实验测试平台,对所提出冷却系统的散热能力和平均散热系数进行实验测试。其次,为了提高电机的功率密度,采用单齿铁心绕线工艺,降低了绕组铜耗和质量,并对单齿绕线方式下直流铜耗进行解析建模。最后,设计、制作一台22极24槽全电的飞机用外转子表贴式永磁同步电机(SPMSM),测试样机在不同飞行工况下的温升分布情况,验证了所提出冷却系统的有效性。