摘要：为了在低频振动环境中更好地采集振动能量,提出一种基于halbach永磁阵列的电磁振动能量采集器。利用Ansoft Maxwell有限元软件对电磁振动能量采集器进行仿真研究,并加工组装了原理样机,测试其发电性能。结果表明:在其他参数保持不变的情况下,优化定子槽深、定子槽数或定子齿厚均可有效提高电磁振动能量采集器的输出电压,永磁体径向厚度对采集器输出电压的影响不明显。样机在外接负载为60Ω、激振频率为9 Hz、振幅为5 mm时,可产生约0.4 W的输出功率,能够满足低功耗电子元器件的供能需求,具有较好的应用价值。

摘要：文中基于halbach永磁阵列磁场磁通密度分布理论值与测量值均方根误差最小原则,提出了一种机械制造设备常用的工作台定位方法。实际应用结果表明,该方法简单易行,所用部件成本低廉,可显著提高工作台定位精度。该方法及其装置可用于新型工作台的设计制造,也可用于已有工作台的更新改造。

摘要：针对halbach永磁阵列提出了2种改进型halbach永磁阵列,通过改变halbach阵列的结构提高永磁同步电机的电磁性能,增加气隙磁通密度基波幅值和改善磁通密度波形的正弦性。设计了2台永磁同步电机模型,运用有限元分析比较两种新型双层halbach阵列对气隙磁通密度、反电动势、转矩脉动、效率的影响,通过仿真结果与实验对比验证所提结构的合理性和正确性。

摘要：液压缸行程至终端时会产生惯性冲击,导致冲击振动和噪声,影响了使用寿命。针对此,基于halbach永磁阵列设计一种液压缸复合缓冲装置。利用Ansoft Maxwell软件分别对厚度为5,6,10 mm的永磁体和永磁阵列进行磁力仿真,并确定最佳永磁模型。建立复合缓冲过程的数学模型,分析缓冲不同阶段的流量特性和活塞杆运动特性。运用Comsol软件对传统节流缓冲和复合缓冲过程进行仿真分析,并对节流缓冲和复合缓冲进行缓冲特性对比试验,结果表明:复合缓冲效果较传统节流缓冲效果更好。

摘要：halbach永磁同步电机吸纳永磁电机和halbach永磁阵列的优点,被广泛地应用于机器人、新能源汽车、航空航天等领域。为了减小180W机器人关节电机的气隙磁通密度波形畸变率,提高输出转矩和效率,提出一种改进的多目标优化方法。将响应曲面法和布谷鸟算法相结合,对电机的永磁体厚度、转子厚度关键结构参数进行优化,建立Maxwell有限元模型进行对比分析。研究结果表明,此优化方法能够有效改善电机的气隙磁密畸变率和转矩,提高优化效率。

摘要：永磁无刷电机以其优秀的转矩平稳性、快速响应以及低速大转矩直驱特性广泛应用于高精度数控机床、仿真平台和工矿企业的节能改造当中。在其电磁设计过程中通过采用halbach磁极阵列可以有效提高永磁直流无刷电机的磁负荷并且降低转子磁动势谐波含量,有利于提升电机转矩密度、降低转矩脉动和电磁噪声。本文建立了一台永磁无刷电机的二维电磁模型,比较了电机采用halbach结构前后的电磁性能,仿真研究表明电机在采用halbach结构后,整体电磁性能有所提高,能够增强仿真转台的平稳性,对于实际工程技术应用具有一定的意义。

摘要：针对halbach永磁阵列具有单边聚磁,提高气隙磁场磁通密度基波幅值和改善磁通密度波形的正弦性的优异特性,研究了一种改进型的halbach永磁阵列。该阵列结构简单、充磁方便、易于优化,进一步改善了气隙磁通密度的正弦度,提高了磁通密度的基波幅值和反电动势基波幅值、永磁电机效率,降低了转矩脉动。运用标量磁位法对改进型halbach永磁阵列在电机气隙中产生的磁场进行解析分析,得到了气隙磁通密度和空载反电动势的表达式,并利用Maxwell应力张量法解析电磁转矩;通过设计一台8kW的电机模型,运用磁场有限元仿真验算该方法的准确性和有效性。

摘要：针对直线电机式电磁主动悬架推力波动大、推力密度低的问题,提出一种非均匀齿结构的halbach圆筒型永磁直线电机。利用解析法对该电机的边端力模型进行推导,并进一步分析非均匀边端齿结构对电机输出性能的影响。根据分析结果选取边端齿的轴向长度和径向削短高度、永磁体高度和径向充磁的长度、内部齿的长度5个参数作为优化因子,以电机输出推力最大和推力波动最小为优化目标进行田口法和响应面法优化,得到参数的最优值。试制了原理样机并搭建了实验平台,对电机进行空载与负载实验,验证了所提结构及其设计优化方法的有效性。

摘要：halbach永磁阵列作为一种新型的永磁体排列形式,以其优异的磁场利用率和自屏蔽性能逐渐受到广泛关注,以该永磁阵列为结构基础的电磁阻尼器相较于其他的结构形式表现出更好地磁场性能。以halbach永磁阵列电磁阻尼器为研究对象,分析它的阻尼特性。首先根据阻尼器的结构形式建立了相应的数学分析模型,并利用分层理论对其进行了解析推导,同时建立有限元模型,并进行了互相印证。计算结果表明,初级与次级相对速度到达临界速度值时电磁阻尼力最大,若相对速度继续增大电磁阻尼力反而减小。通过引入火炮后坐运动方程,分析强冲击载荷下电磁阻尼器的电磁阻尼力、后坐速度和后坐位移规律,确保在后坐过程中后坐速度不超过临界速度。通过有限元法研究了不同气隙宽度和内筒厚度对电磁阻尼力的影响,结果表明电磁阻尼力随着气隙宽度的增大而减小,内筒厚度过大会导致电磁阻尼力曲线呈现出“马鞍”型。合理地选择结构参数能够避免退磁现象,确保所设计的电磁阻尼器能够满足使用要求,为电磁阻尼器的设计提供了参考。

摘要：针对动圈式磁悬浮永磁平面电机定子磁场谐波含量较大的问题,提出了一种根据实际气隙磁密与期望气隙磁密的平均相对均方差对磁钢参数进行优化设计的方法。通过磁钢阵列的磁密谐波模型分析了定子磁场的3维磁密分布,获取不同水平高度上的平均基波幅值,从而构建了磁钢阵列的期望基波模型;基于谐波模型和期望基波模型,计算了磁钢阵列的实际气隙磁密与期望气隙磁密的平均相对均方差;在此基础上,根据"平均基波幅值应尽可能大、平均相对均方差应尽可能小"的原则设计了磁钢参数。有限元仿真和试验样机实测结果表明,该设计方法对于降低动圈式磁悬浮永磁平面电机定子磁场的高次谐波含量,特别是降低2次谐波具有明显效果。