摘要：车辆的节能低碳技术是当今的研究热点,针对悬架系统耗散功率大等实际问题,提出了一种基于halbach永磁阵列的复合式电磁馈能悬架阻尼器,将电涡流发生结构与电磁式能量采集装置结合起来,研究了馈能阻尼性能与电涡流阻尼器的相互关系。建立了电磁式能量采集装置的等效磁路模型,定义了两组永磁体之间位错率,研究位错率对复合阻尼器的输出电性能和电涡流结构涡流损耗的影响。最后制作样机并搭建阻尼测试平台,样机的阻尼系数调节范围约为500～1 270 N·s/m,在位错率γ=1的条件下达到约1.7 W(频率f=5 Hz、振幅Y=6 mm的简谐振动激励)的最大能量采集功率,最大比质量阻尼系数可以达到1 427.0 s^(-1)。该复合式电磁馈能悬架阻尼器为以后的悬架能量回收及电磁阻尼器设计等方面的研究提供了一种新的思路。

摘要：将三段式halbach阵列应用于同轴磁性联轴器,基于模拟退火算法进行了优化设计。该方案可以使永磁体用量减少22.3%。引入惩罚函数,将含约束函数的优化问题转化为无约束函数的优化问题,建立了基于响应曲面法的复合性能函数,采用模拟退火算法对最优复合性能函数进行求解。仿真实验验证,优化后同轴磁性联轴器永磁体的转矩密度提升了53.9%,同轴磁性联轴器的总体积减少了18.4%,验证了三段式halbach阵列和优化策略的有效性。

摘要：提出了一种直驱海浪发电用圆筒型单相永磁直线发电机(PMSPLG)设计方案,该电机具有初级结构简单、体积小、定位力波动幅值小的特点。首先,论文给出发电机的结构和工作原理,分析了采用halbach永磁阵列的电机气隙磁场。其次,在旋转电机磁场能量计算方法的基础上对直线电机齿槽定位力的计算公式进行推导,得到圆筒型直线电机的齿槽定位力波动统一公式;并采用有限元方法(FEM)对电机在不同槽距和极距的匹配情况下,对电机的定位力进行仿真分析,得到电机的槽距和极距的最优尺寸。最后,分析了PMSPLG在恒速和正弦变化速度下的空载电动势变化曲线。论文给出单相永磁直线发电机同尺寸样机,实验验证了电机的电磁特性。计算与实验结果表明该直线发电机具有定位力波动幅值小、后续整流电路简单的特点;与其他采用旋转电机的波能发电装置相比,具有能量转换效率高、系统结构简单、应用成本低等特点,在海浪发电领域具有较好的应用前景。

摘要：为了设计一种N相高精确度直线电机,对电机定子和动子磁场分布、电感与磁力特性进行研究。根据定子电流层和动子永磁层的周期性分布特点,运用傅里叶级数方法得到磁场二维解析式。在此基础上,计算磁场随N值、气隙高度、电流层高度的变化趋势。通过对定子分布绕组的磁场进行积分,从而获得电感解析式,并以样机为例分析各次谐波电感特性。提出永磁阵列虚拟电流概念,结合改进的磁共能法计算出各次磁力脉动值。仿真结果表明:当气隙大于1 mm时,定子与动子磁场基本呈正弦分布,高次谐波电感与磁力脉动可忽略,仿真结果与解析解的误差小于5%。

摘要：自主设计了一种新型六自由度动磁式磁悬浮平面电机,其动子由四组完全相同的halbach永磁阵列两两垂直组合而成,组合的永磁阵列的端部磁场存在畸变,端部效应显著。为此,论文采用机械伪周期磁场建模方法,推导了考虑端部效应的动子单组永磁阵列的磁场分布解析模型;采用洛伦兹力法,建立了其电磁力解析模型;基于有限元分析软件,构建了动子单组永磁阵列的磁场有限元仿真模型和在单根励磁线圈作用下的电磁力有限元仿真模型,并进行了仿真和比较研究。研究表明,解析计算与有限元仿真计算结果吻合,验证了建立的磁场分布和电磁力解析模型的有效性,解析模型可用于该类电机的快速计算与分析。

摘要：磨床采用表贴式外转子永磁同步电机(E-SPMSM)构成的直接式砂轮,不仅可提高系统效率与精度,而且能够简化系统结构。本文针对该应用,提出了一种30kW的E-SPMSM结构,以电机有效材料成本为优化目标,采用粒子群算法(PSO)完成了设计方案,同时,为了削弱齿槽转矩,设计了halbach永磁阵列的外转子结构。最后,分析了设计方案的空载与负载特性分析,验证了设计的合理性。

摘要：设计了一种halbach永磁阵列励磁无刷无铁心被动补偿脉冲电机。从halbach永磁阵列的原理入手,介绍了该种电机的结构和特点。采用解析计算方法,求解了气隙磁场泊松方程,得到了气隙磁场解析解。利用有限元数值仿真方法,分析了halbach磁阵列励磁CPA与普通永磁励磁CPA的气隙电磁场分布,得到了决定电机气隙磁场的部分因素,证明了解析方法的正确性,并反映出该设计的可行性和优越性。

摘要：从爆炸磁流体发电机要求的特定磁场形式出发,分析了halbach磁体阵列结构产生磁场的特点,比较其与常规磁体结构磁场分布的不同,提出一种新型双极永磁磁体结构,计算表明,在75×35×27mm^3发电工作空间内气隙中心磁场达到1．22T,磁场均匀度达到97．8％。设计表明永久磁体可以应用于爆炸磁流体发电机中。

摘要：磁悬浮式运动平台易于实现大范围高精度的微运动,适合应用在精密加工和超精密测量领域。为了抑制磁悬浮直线电机电磁力谐波分量对控制系统的影响,提高磁悬浮运动平台的动态性能,以halbach型永磁同步直线电机为研究对象,提出了一种改进的直线电机动子halbach永磁阵列结构。利用有限元软件建立直线电机三维有限元模型,得到了电机水平推力和悬浮力波形,最后对电磁力波形进行了谐波分析。分析结果表明,采用优化的动子结构有效减小了直线电机电磁力波动,有利于提高磁悬浮运动平台的控制精度。

摘要：为了使振动能量采集器适应外界振动环境的宽频带、方向随机特性,设计了一套基于halbach永磁阵列的多方向多模态动能采集器。首先,建立了采集器的立方体-球状物理模型并分析了该模型的动力学特性。接着,设计出采集器的基本结构,重点对弹性梁的设计进行了具体分析,再利用有限元软件对设计出的结构进行动力学分析。同时,在结构设计的基础上,提出了基于halbach永磁阵列的换能结构,将该阵列与一般的顺次永磁阵列进行比较分析。最后,搭建了实验系统平台,测试出采集器在不同输入激励下的输出电压。实验结果表明,采集器在不同激励方向可以达到对应的振动模态,并且均能产生有效的输出电压。因此,该采集器具有多方向多模态采集特性。