本課題來源于國家863計劃《高速高效防爆稀土永磁同步電機(jī)研究》項目的部分研究內(nèi)容。為了進(jìn)一步提高稀土永磁同步電動機(jī)的效率,本論文主要采用有限元分析與實(shí)驗相結(jié)合的方法,重點(diǎn)針對稀土永磁同步電動機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時的諧波轉(zhuǎn)子銅耗、瞬態(tài)起動過程以及空載諧波磁場進(jìn)行了深入研究。 論文利用有限元電磁場仿真軟件MagNet,對油田抽油用22kW稀土永磁同步電動機(jī)進(jìn)行了詳細(xì)的電磁場仿真計算,首次,對諧波磁場引起的稀土永磁同步電動機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時的轉(zhuǎn)子銅耗進(jìn)行了深入分析。通過對22kW電機(jī)的間接法和直接法效率實(shí)驗,分離出諧波引起的雜散損耗,并與仿真計算結(jié)果進(jìn)行對比分析,證明了:實(shí)際稀土永磁同步電動機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時是存在轉(zhuǎn)子銅耗的,這也是和傳統(tǒng)稀土永磁同步電動機(jī)理論不同的地方。研究成果《稀土永磁同步電動機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時的轉(zhuǎn)子銅耗分析》發(fā)表在核心期刊《微特電機(jī)》2006年第9期上。 論文采用有限元MagNet對抽油用22kW稀土永磁同步電動機(jī)進(jìn)行了起動過程的仿真研究,并利用先進(jìn)的動態(tài)示波記錄儀DL750對22kW電機(jī)進(jìn)行了空載起動過程的實(shí)驗。實(shí)驗結(jié)果表明有限元電磁仿真計算結(jié)果是準(zhǔn)確的,也為稀土永磁同步電動機(jī)的優(yōu)化設(shè)計提供了參考依據(jù)。研究成果《基于有限元的稀土永磁同步電動機(jī)起動過程仿真研究》發(fā)表在核心期刊《微特電機(jī)》2007年第1期上。 論文應(yīng)用有限元電磁場軟件MagNet對作者設(shè)計的370W稀土永磁同步電動機(jī)的空載氣隙磁場進(jìn)行了仿真分析,得到空載諧波磁場的波形畸變率是6.23﹪;為了驗證有限元分析結(jié)果的正確性,專門設(shè)計了兩臺370W稀土永磁同步電動機(jī)對拖實(shí)驗,利用WT3000電力分析儀分析出:實(shí)際空載氣隙磁場波形的畸變率是3.26﹪;通過實(shí)驗結(jié)果和仿真結(jié)果的對比分析,發(fā)現(xiàn)實(shí)際電機(jī)的轉(zhuǎn)子鼠籠條對電機(jī)空載諧波磁場有很好的抑止作用。初步的研究成果《稀土永磁同步電動機(jī)空載氣隙磁場的諧波分析研究》于2006年12月投到核心期刊《微特電機(jī)》上。
標(biāo)簽: 有限元分析 稀土 永磁同步電動機(jī)
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本文研究的電磁阻尼器是一種特殊結(jié)構(gòu)的空心杯發(fā)電機(jī),它主要用于對能量的吸收和耗散,達(dá)到減振消能的目的,是具有很高單位耗能的能量吸收元件。電磁阻尼器的應(yīng)用十分廣泛,已涉及航天、航空、電力等諸多領(lǐng)域,有著廣闊的市場前景。 采用電磁場分析軟件建立了電磁阻尼器的仿真模型,仿真分析了電磁阻尼器阻尼力矩與定子、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系。 介紹了常規(guī)空心杯電機(jī)與電磁阻尼器的結(jié)構(gòu)、發(fā)展和應(yīng)用,基于Ansoft公司的電磁場分析軟件Maxwell 2D學(xué)生版軟件建立了電磁阻尼器靜磁場的二維仿真模型,分別對不同充磁方向、極弧系數(shù)、磁極對數(shù)的氣隙磁密分布進(jìn)行了靜態(tài)仿真分析,得出了相應(yīng)結(jié)論。在此基礎(chǔ)上,運(yùn)用Infolytica公司的電磁場分析軟件MagNet對電磁阻尼器的二維穩(wěn)態(tài)磁場進(jìn)行了仿真,研究了如下內(nèi)容: (1)定子磁路結(jié)構(gòu)中的磁鋼材料、磁鋼充磁方向、定子磁極對數(shù)的改變對力矩特性的影響; (2) 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)參數(shù)中的轉(zhuǎn)子長度、轉(zhuǎn)子材料、轉(zhuǎn)子厚度、轉(zhuǎn)子平均直徑、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向的改變對力矩特性的影響。根據(jù)所得的阻尼力矩仿真數(shù)據(jù),基于Excel軟件的曲線擬合和Matlab軟件對擬合曲線進(jìn)行的數(shù)值分析,求得了力矩特性斜率與上述參數(shù)的關(guān)系式。此關(guān)系式為探索電磁阻尼器的工程設(shè)計方法提供了一定理論依據(jù),具有重要的工程應(yīng)用價值。 最后,將仿真計算得到的阻尼力矩值與實(shí)驗測得的阻尼力矩值進(jìn)行了對比,分析了誤差產(chǎn)生的原因。
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為設(shè)計高性能、低損耗的電機(jī),需要準(zhǔn)確地分析電機(jī)鐵耗。本文從鐵磁材料的磁化特點(diǎn)出發(fā),以分離鐵耗模型為基礎(chǔ),對交變磁化以及旋轉(zhuǎn)磁化條件下鐵磁材料和電機(jī)的鐵耗進(jìn)行分析和計算,分別從理論和實(shí)踐角度著重就電機(jī)鐵耗計算和測量中的一些相關(guān)問題作了深入研究。 按照分離鐵耗模型,鐵心損耗可以分成磁滯損耗、渦流損耗和異常損耗。本文首先從交流磁滯回線的產(chǎn)生機(jī)理出發(fā),在Preisach靜態(tài)磁滯模型的基礎(chǔ)上,利用極限磁滯回線的對稱性,采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),建立了Preisach人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)磁滯仿真模型,實(shí)現(xiàn)了對鐵磁材料交流磁滯回線的理論計算,為磁滯損耗的理論分析和計算奠定了基礎(chǔ);為對交流磁滯回線進(jìn)行實(shí)測,本文給出了一種采用愛潑斯坦方圈測量鐵磁材料交流磁滯回線與磁滯損耗的新方法,該方法克服了環(huán)形樣片測量法的不足,操作簡單,且測量精度高,具有較好的實(shí)用價值。利用該方法得到的實(shí)驗數(shù)據(jù)很好地驗證了理論計算結(jié)果。 對渦流損耗以及異常損耗的計算模型,本文系統(tǒng)地給出了其推導(dǎo)過程,對模型中的參數(shù)進(jìn)一步加以明確,并對模型的特點(diǎn)進(jìn)行了分析。鐵磁材料異常損耗計算模型是基于統(tǒng)計學(xué)原理推導(dǎo)而來的,模型中參數(shù)的確定涉及到鐵磁材料的微觀特性,本文給出了通過實(shí)驗確定其參數(shù)的具體方法;考慮到工程中異常損耗計算模型是其理論模型的簡化形式,文中對兩者的差別進(jìn)行了分析。 在分析電機(jī)鐵耗時,既要考慮鐵心材料本身的損耗特性,也要考慮電機(jī)供電方式以及鐵心中磁場變化等因素對鐵耗的影響。在對鐵磁材料損耗特性分析的基礎(chǔ)上,本文考慮到局部磁滯回環(huán)對電機(jī)鐵耗的影響,推導(dǎo)了計及局部磁滯作用的電機(jī)鐵耗模型,并從理論上對C.P.Steinmetz的磁滯損耗經(jīng)驗公式進(jìn)行了驗證,從而明確了公式中經(jīng)驗系數(shù)的物理意義;同時通過實(shí)驗研究,分析了磁化頻率對磁滯損耗系數(shù)的影響,提出了在磁化頻率較高時分段確定磁滯損耗系數(shù)的方法;考慮到現(xiàn)代電機(jī)控制策略以及供電方式的多樣性,本文對正弦波、方波以及三角波電壓供電時鐵心材料的交變鐵耗模型分別進(jìn)行了推導(dǎo),給出了其解析表達(dá)式,并通過實(shí)測證明了模型的有效性;對SPWM這類應(yīng)用較為廣泛的非正弦供電方式,推導(dǎo)了電機(jī)交變損耗的一般計算模型,分析了SPWM變頻器供電時電機(jī)鐵耗與變頻器參數(shù)的關(guān)系,給出了其關(guān)系的數(shù)量表達(dá)式; 同時采用改進(jìn)的愛潑斯坦方圈試驗平臺對非正弦供電條件下的鐵磁材料損耗和電機(jī)鐵耗進(jìn)行了實(shí)驗研究。 考慮到電機(jī)鐵心制造過程中沖壓對鐵心材料特性的影響,本文提出了一套簡便的對鐵磁材料進(jìn)行沖壓影響研究的實(shí)驗方法,利用該方法,有效地對材料的沖壓影響特性進(jìn)行了分析。在實(shí)驗研究的基礎(chǔ)上,本文推導(dǎo)了考慮沖壓影響時的鐵磁材料損耗的修正系數(shù),從而在傳統(tǒng)交變鐵耗分離模型的基礎(chǔ)上,建立了計及沖壓影響的電機(jī)鐵耗計算模型。對模型中引入的沖壓影響修正系數(shù),給出了詳細(xì)的推導(dǎo)過程和明確的計算方法,從而使傳統(tǒng)的經(jīng)驗修正方法得到改善。 在旋轉(zhuǎn)電機(jī)中,除交變磁化外,同時還存在大量的旋轉(zhuǎn)磁化。本文對旋轉(zhuǎn)磁化的物理機(jī)理進(jìn)行了初步探討,分析了旋轉(zhuǎn)磁化條件下的損耗特點(diǎn),系統(tǒng)介紹了當(dāng)前鐵磁材料旋轉(zhuǎn)磁化性能以及旋轉(zhuǎn)磁化損耗實(shí)驗測量和理論計算的方法和手段。 在以上鐵耗理論的基礎(chǔ)上,充分考慮鐵心的非線性及磁滯特性,本文建立了一般條件下的鐵心動態(tài)電路模型,并將該模型應(yīng)用于異步電動機(jī)鐵心等效電路中,推導(dǎo)了異步電動機(jī)動態(tài)鐵耗的分離等效電阻。以一臺三相異步電動機(jī)為樣機(jī),采用以上鐵耗的動態(tài)分離等效電阻,有效地對電機(jī)鐵耗進(jìn)行了分離,從而為深入研究電機(jī)的動態(tài)鐵耗特性提供了便利。 論文最后以一臺永磁無刷直流電機(jī)為例,對電機(jī)的運(yùn)行特性以及鐵心損耗進(jìn)行了分析計算。分析中應(yīng)用場路結(jié)合法,建立了永磁無刷電機(jī)換流等效電路模型,采用鏡像法建立了深槽無刷電機(jī)電樞反應(yīng)分析模型;在電機(jī)鐵耗分析中,推導(dǎo)了考慮旋轉(zhuǎn)磁化的電機(jī)鐵耗工程計算模型,對樣機(jī)鐵耗進(jìn)行了理論計算,并通過構(gòu)建實(shí)驗平臺,對旋轉(zhuǎn)磁化條件下的樣機(jī)空載鐵耗進(jìn)行了測量,最終理論值與實(shí)測值吻合良好,證明了上述方法的有效性。
標(biāo)簽: 旋轉(zhuǎn)電機(jī) 損耗 分
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準(zhǔn)確計算電機(jī)鐵耗一直是困擾電機(jī)設(shè)計者的一個難題。傳統(tǒng)方法是假設(shè)電機(jī)內(nèi)部磁場僅是交變磁化的,根據(jù)鐵磁材料在交變磁化條件下測量的數(shù)據(jù),計算電機(jī)齒部和軛部由基波磁場造成的損耗,對于計算值與實(shí)測值之間的誤差通過經(jīng)驗系數(shù)來修正。這種方法對于已經(jīng)長期制造和使用的電機(jī)而言勉強(qiáng)適用,對于近年來發(fā)展很快的永磁電機(jī)、高速電機(jī)和其他新結(jié)構(gòu)電機(jī),由于缺乏合適的經(jīng)驗系數(shù),導(dǎo)致此方法難以適用。眾多研究人員的成果已經(jīng)證明電機(jī)的鐵耗有相當(dāng)一部分是由旋轉(zhuǎn)磁化導(dǎo)致的,因此顧及旋轉(zhuǎn)磁化的電機(jī)鐵耗計算模型是本文的一個重要內(nèi)容。 本文從鐵磁材料的鐵耗入手,先研究鐵磁材料在交變磁化和旋轉(zhuǎn)磁化方式下的計算和測量方法,目的是得到鐵耗分立模型中磁滯損耗、渦流損耗和異常損耗的計算系數(shù)。本文提出并實(shí)現(xiàn)了數(shù)字式的25cm愛潑斯坦方圈測試系統(tǒng),它可以測量在任何頻率和波形電源供電下硅鋼片的損耗,本文還在二維鐵耗測試系統(tǒng)中對硅鋼片在圓形旋轉(zhuǎn)磁化條件下的損耗進(jìn)行了測量。結(jié)果表明,在同樣頻率和磁密的條件下,旋轉(zhuǎn)磁化下的損耗要比交變磁化下的損耗大。本文提出了基于磁密軌跡的電機(jī)鐵耗計算模型,它只采用較容易獲得的交變磁化損耗系數(shù),但又能顧及到旋轉(zhuǎn)磁化帶來的影響。通過實(shí)際電機(jī)的計算和測試,表明軌跡法的計算結(jié)果在未經(jīng)任何系數(shù)修正的情況下就具有很好的精度,適合推廣使用。 軟磁復(fù)合材料是一種新型的粉末金屬材料,它具有渦流損耗小和易制造成具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)電機(jī)等特點(diǎn)。為了探索這種材料在高頻領(lǐng)域中的應(yīng)用和驗證本文提出的鐵耗計算模型,本文成功地設(shè)計和制造了一臺采用軟磁復(fù)合材料的爪極式永磁電機(jī),由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜,本文通過三維有限元分析,對該電機(jī)的磁通、磁鏈、電感、轉(zhuǎn)矩和鐵耗等參數(shù)和性能的計算提出了計算方法。對該種電機(jī)的熱分析,本文提出了熱網(wǎng)絡(luò)法和磁熱耦合有限元法。由于鐵耗在高速電機(jī)總損耗中占有很大比例,因此在有限元方法中,本文通過映射剖分法,使磁場和熱場模型中的單元總數(shù)、大小和順序保持完全一致,軌跡法計算得到的各單元鐵耗直接耦合進(jìn)熱場進(jìn)行計算,得到了電機(jī)準(zhǔn)確的溫度分布。本文還進(jìn)行了高速電機(jī)轉(zhuǎn)子的模態(tài)分析,合理地調(diào)整轉(zhuǎn)子的直徑、長度和軸承位置,使轉(zhuǎn)子的自然共振頻率遠(yuǎn)離電機(jī)的工作頻率范圍。本文構(gòu)建了一測試平臺對樣機(jī)進(jìn)行了發(fā)電機(jī)狀態(tài)測試,并通過假轉(zhuǎn)子法測量了電機(jī)鐵耗,實(shí)驗結(jié)果證明了本文所用方法的可行性,得到的結(jié)論對軟磁復(fù)合材料的應(yīng)用及爪極式電機(jī)的設(shè)計與分析都具有很好的參考價值。
上傳時間: 2013-06-27
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隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,高速永磁無刷直流電機(jī)應(yīng)用前景越來越廣闊,有較大的研究價值,對其電磁性能進(jìn)行準(zhǔn)確的分析和設(shè)計具有重要的經(jīng)濟(jì)價值和理論意義。本文主要是圍繞著永磁無刷直流電機(jī),尤其是高速永磁電機(jī)的磁路、電路性能的分析、鐵耗和溫升的計算、優(yōu)化設(shè)計、控制系統(tǒng)和樣機(jī)制造和實(shí)驗等做了大量的工作: 對電機(jī)的磁路進(jìn)行分析設(shè)計:從磁路結(jié)構(gòu)入手,分析了定子鐵芯、轉(zhuǎn)子鐵芯和永磁體的各種結(jié)構(gòu)優(yōu)劣及其選型、選材的根據(jù);講述了場路結(jié)合的分析計算方法;給出了極數(shù)、槽數(shù)、繞組、轉(zhuǎn)子參數(shù)、定子參數(shù)和軸承的參數(shù)確定方法。 對永磁無刷直流電機(jī)的電路進(jìn)行分析:從電機(jī)磁場分析入手,根據(jù)齒磁通分析計算了電樞繞組的感應(yīng)電動勢;根據(jù)此電動勢的波形,推導(dǎo)了三相六狀態(tài)控制時,電動勢的電路計算模型,重點(diǎn)推導(dǎo)了電動勢平頂寬度小于120度電角度時的電路模型,指出換相前電流波形出現(xiàn)尖峰脈沖的原因,該模型考慮了電感對高速電機(jī)性能的影響;給出了基于能量攝動法計算繞組電感的方法。 高速永磁無刷直流電機(jī)內(nèi)的損耗尤其是鐵耗較大,根據(jù)經(jīng)驗系數(shù)來計算鐵耗的傳統(tǒng)方法已顯得力不從心,如何準(zhǔn)確計算高速永磁無刷直流電機(jī)內(nèi)的鐵耗是困擾電機(jī)工作者的一個難題,本文根據(jù)Bertotti鐵耗分立計算模型,進(jìn)一步推導(dǎo)了考慮電機(jī)內(nèi)旋轉(zhuǎn)磁化對鐵耗的影響的鐵耗計算模型,其各項損耗系數(shù)是由鐵芯材料在交變磁化條件下的損耗數(shù)據(jù)通過回歸計算得到。通過實(shí)際電機(jī)的計算和實(shí)驗測試,表明此計算模型有較高的準(zhǔn)確度。隨著電機(jī)內(nèi)損耗的增大,溫升也是一個重要問題,為了了解電機(jī)內(nèi)的溫度分部,防止局部過熱,本文建立了基于熱網(wǎng)絡(luò)法永磁無刷直流電機(jī)的溫升計算模型,并對電機(jī)進(jìn)行了溫升計算,計算結(jié)果和實(shí)際測量基本一致。 本文確立了永磁無刷直流電機(jī)的電磁計算方法,建立了優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學(xué)模型,編制了程序,用遺傳算法成功地對高速永磁無刷直流電機(jī)的效率進(jìn)行了優(yōu)化,給出了優(yōu)化算例,并做出樣機(jī),通過對優(yōu)化前后的方案做出樣機(jī)并進(jìn)行比較實(shí)驗,優(yōu)化后測量損耗有了較大的減小。 對永磁無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)中的幾個關(guān)鍵問題進(jìn)行了研究:位置檢測技術(shù)、三相逆變電路中的功率管壓降和控制系統(tǒng)換相角問題,它們都對電機(jī)的性能有很大的影響。本文著重分析了霍爾位置傳感器原理、選型及在電機(jī)中的安裝應(yīng)用;功率管壓降對起動電流、功率的影響問題;控制系統(tǒng)提前或滯后換相對電機(jī)電流,輸出性能的影響,提出適當(dāng)提前換相有利于電機(jī)出力。 做出永磁無刷直流電機(jī)樣機(jī)并進(jìn)行實(shí)驗研究,主要包括高速永磁無刷直流電機(jī)、內(nèi)置式永磁無刷直流電機(jī)、高壓永磁無刷直流電機(jī)的設(shè)計、性能分析、樣機(jī)制作、實(shí)驗分析等。建構(gòu)了對樣機(jī)進(jìn)行發(fā)電機(jī)測試、電動機(jī)測試、損耗測量的實(shí)驗平臺,通過在測試時使用假轉(zhuǎn)子的方法成功分離出了電機(jī)鐵耗和機(jī)械損耗,實(shí)驗測量結(jié)果和計算結(jié)果基本一致。 總之,通過對永磁無刷直流電機(jī)的磁路、電路及性能特性的分析研究,建立了一套永磁無刷直流電機(jī)的設(shè)計理論和分析方法,并通過樣機(jī)的制造和實(shí)驗,進(jìn)一步的驗證了這些理論和方法的準(zhǔn)確性,這對永磁無刷直流電機(jī)的設(shè)計和應(yīng)用有很好的參考價值。
標(biāo)簽: 無刷直流電機(jī) 性能分析
上傳時間: 2013-04-24
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在傳統(tǒng)的直線驅(qū)動場合,都是由旋轉(zhuǎn)電機(jī)提供原動力,再由絲杠、絲桿、齒條等中間機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動。這樣的設(shè)置,不僅在中間傳動過程中消耗了大量的能量,而且摩擦產(chǎn)生的噪聲也非常明顯,同時也給系統(tǒng)的維護(hù)工作帶來了麻煩。 直線電機(jī)的出現(xiàn)可以使上述問題得到解決,由于具備直接將電能轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動的能力,直線電機(jī)已經(jīng)在機(jī)床驅(qū)動、集成電路組裝等場合逐漸取代了傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的位置。 自19世紀(jì)中期直線電機(jī)的概念被首次提出以來,經(jīng)過孕育、實(shí)驗、開發(fā)和實(shí)用這四個階段的發(fā)展,并借助于電力電子技術(shù),以及日漸成熟的直線電機(jī)控制技術(shù),直線電機(jī)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到了制造業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)等各個方面。 與旋轉(zhuǎn)電機(jī)類似,按工作原理的不同,直線電機(jī)也有著各種類型,應(yīng)用較多的是直線步進(jìn)電機(jī)、直線同步電機(jī)和直線感應(yīng)電機(jī)。其中直線步進(jìn)電機(jī)更多的是應(yīng)用在需要精確定位的場合,比如半導(dǎo)體工業(yè);后兩者則被應(yīng)用在需要連續(xù)和大推力的場合,比如機(jī)床。而直線同步電機(jī),尤其是永磁直線同步電機(jī),憑借更大的單位面積推力、更高的效率等優(yōu)點(diǎn)受到了更多的青睞,與此同時,由于沒有了勵磁繞組,電機(jī)的整個結(jié)構(gòu)也得以簡化。另一方面,我國豐富的稀土資源也為這種電機(jī)的發(fā)展提供了廣泛空間。 作為一種較為新穎的電機(jī),目前國內(nèi)仍缺乏系統(tǒng)化的永磁直線同步電機(jī)設(shè)計方案,尤其是電樞繞組部分。常用的方法仍是基于傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)電機(jī),例如使用雙層疊繞組方案。通過對實(shí)際電機(jī)的軟件模擬,我們發(fā)現(xiàn)這樣的設(shè)計思路的表現(xiàn)并不能令人滿意,比如造成了動子線圈槽滿率過大,電機(jī)設(shè)計難以形成系列化等缺點(diǎn),而電機(jī)本身輸出推力的波動也較大。 針對傳統(tǒng)方案的一系列缺點(diǎn),本文提出了一種新的永磁直線同步電機(jī)設(shè)計方案。該方案基于“單元電機(jī)”的概念,使用單層同心式線圈。當(dāng)目標(biāo)推力要求變化時,只需改變“單元電機(jī)”的數(shù)目和排列組合的方式,就可以達(dá)到改變的目的。而每個單元中的繞組連接方式則不需要改變,由此避免了繁瑣而復(fù)雜的繞組設(shè)計,這就給電機(jī)的系列化設(shè)計帶來了便捷。同時,單層繞組的使用也更方便嵌線,也更有利于降低銅耗,提高效率。 在完成單元電機(jī)設(shè)計任務(wù)的基礎(chǔ)上,本文利用加拿大Infolytica公司出品的電磁場有限元分析軟件MagNet對電機(jī)的運(yùn)行進(jìn)行了模擬,并得到了電機(jī)的額定輸出推力曲線和反電動勢曲線,輸出推力曲線較之傳統(tǒng)方案也更平穩(wěn)。體現(xiàn)了該設(shè)計方案的優(yōu)越性。
上傳時間: 2013-06-29
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本書主要闡述設(shè)計射頻與微波功率放大器所需的理論、方法、設(shè)計技巧,以及將分析計算與計算機(jī)輔助設(shè)計相結(jié)合的優(yōu)化設(shè)計方法。這些方法提高了設(shè)計效率,縮短了設(shè)計周期。本書內(nèi)容覆蓋非線性電路設(shè)計方法、非線性主動設(shè)備建模、阻抗匹配、功率合成器、阻抗變換器、定向耦合器、高效率的功率放大器設(shè)計、寬帶功率放大器及通信系統(tǒng)中的功率放大器設(shè)計。 本書適合從事射頻與微波動功率放大器設(shè)計的工程師、研究人員及高校相關(guān)專業(yè)的師生閱讀。 作者簡介 Andrei Grebennikov是M/A—COM TYCO電子部門首席理論設(shè)計工程師,他曾經(jīng)任教于澳大利亞Linz大學(xué)、新加坡微電子學(xué)院、莫斯科通信和信息技術(shù)大學(xué)。他目前正在講授研究班課程,在該班上,本書作為國際微波年會論文集。 目錄 第1章 雙口網(wǎng)絡(luò)參數(shù) 1.1 傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù) 1.2 散射參數(shù) 1.3 雙口網(wǎng)絡(luò)參數(shù)間轉(zhuǎn)換 1.4 雙口網(wǎng)絡(luò)的互相連接 1.5 實(shí)際的雙口電路 1.5.1 單元件網(wǎng)絡(luò) 1.5.2 π形和T形網(wǎng)絡(luò) 1.6 具有公共端口的三口網(wǎng)絡(luò) 1.7 傳輸線 參考文獻(xiàn) 第2章 非線性電路設(shè)計方法 2.1 頻域分析 2.1.1 三角恒等式法 2.1.2 分段線性近似法 2.1.3 貝塞爾函數(shù)法 2.2 時域分析 2.3 NewtOn.Raphscm算法 2.4 準(zhǔn)線性法 2.5 諧波平衡法 參考文獻(xiàn) 第3章 非線性有源器件模型 3.1 功率MOSFET管 3.1.1 小信號等效電路 3.1.2 等效電路元件的確定 3.1.3 非線性I—V模型 3.1.4 非線性C.V模型 3.1.5 電荷守恒 3.1.6 柵一源電阻 3.1.7 溫度依賴性 3.2 GaAs MESFET和HEMT管 3.2.1 小信號等效電路 3.2.2 等效電路元件的確定 3.2.3 CIJrtice平方非線性模型 3.2.4 Curtice.Ettenberg立方非線性模型 3.2.5 Materka—Kacprzak非線性模型 3.2.6 Raytheon(Statz等)非線性模型 3.2.7 rrriQuint非線性模型 3.2.8 Chalmers(Angek)v)非線性模型 3.2.9 IAF(Bemth)非線性模型 3.2.10 模型選擇 3.3 BJT和HBT汀管 3.3.1 小信號等效電路 3.3.2 等效電路中元件的確定 3.3.3 本征z形電路與T形電路拓?fù)渲g的等效互換 3.3.4 非線性雙極器件模型 參考文獻(xiàn) 第4章 阻抗匹配 4.1 主要原理 4.2 Smith圓圖 4.3 集中參數(shù)的匹配 4.3.1 雙極UHF功率放大器 4.3.2 M0SFET VHF高功率放大器 4.4 使用傳輸線匹配 4.4.1 窄帶功率放大器設(shè)計 4.4.2 寬帶高功率放大器設(shè)計 4.5 傳輸線類型 4.5.1 同軸線 4.5.2 帶狀線 4.5.3 微帶線 4.5.4 槽線 4.5.5 共面波導(dǎo) 參考文獻(xiàn) 第5章 功率合成器、阻抗變換器和定向耦合器 5.1 基本特性 5.2 三口網(wǎng)絡(luò) 5.3 四口網(wǎng)絡(luò) 5.4 同軸電纜變換器和合成器 5.5 wilkinson功率分配器 5.6 微波混合橋 5.7 耦合線定向耦合器 參考文獻(xiàn) 第6章 功率放大器設(shè)計基礎(chǔ) 6.1 主要特性 6.2 增益和穩(wěn)定性 6.3 穩(wěn)定電路技術(shù) 6.3.1 BJT潛在不穩(wěn)定的頻域 6.3.2 MOSFET潛在不穩(wěn)定的頻域 6.3.3 一些穩(wěn)定電路的例子 6.4 線性度 6.5 基本的工作類別:A、AB、B和C類 6.6 直流偏置 6.7 推挽放大器 6.8 RF和微波功率放大器的實(shí)際外形 參考文獻(xiàn) 第7章 高效率功率放大器設(shè)計 7.1 B類過激勵 7.2 F類電路設(shè)計 7.3 逆F類 7.4 具有并聯(lián)電容的E類 7.5 具有并聯(lián)電路的E類 7.6 具有傳輸線的E類 7.7 寬帶E類電路設(shè)計 7.8 實(shí)際的高效率RF和微波功率放大器 參考文獻(xiàn) 第8章 寬帶功率放大器 8.1 Bode—Fan0準(zhǔn)則 8.2 具有集中元件的匹配網(wǎng)絡(luò) 8.3 使用混合集中和分布元件的匹配網(wǎng)絡(luò) 8.4 具有傳輸線的匹配網(wǎng)絡(luò) 8.5 有耗匹配網(wǎng)絡(luò) 8.6 實(shí)際設(shè)計一瞥 參考文獻(xiàn) 第9章 通信系統(tǒng)中的功率放大器設(shè)計 9.1 Kahn包絡(luò)分離和恢復(fù)技術(shù) 9.2 包絡(luò)跟蹤 9.3 異相功率放大器 9.4 Doherty功率放大器方案 9.5 開關(guān)模式和雙途徑功率放大器 9.6 前饋線性化技術(shù) 9.7 預(yù)失真線性化技術(shù) 9.8 手持機(jī)應(yīng)用的單片cMOS和HBT功率放大器 參考文獻(xiàn)
標(biāo)簽: 射頻 微波功率 放大器設(shè)計
上傳時間: 2013-04-24
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本書是《最新電子電路大全》叢書的第4卷。內(nèi)容包括功率輸出與電源.供給的基本知識、功率輸出電路、整流與穩(wěn)壓電路、開關(guān)型穩(wěn)壓電源、電壓基準(zhǔn)與恒流源電路、電池充電電路、直流一直流電壓變換電路、直流一交流逆變電源電路、交流穩(wěn)壓電路等。除第一章作為全書的基礎(chǔ)知識外,其余各章都自成體系,以方便讀者作為工具書隨機(jī)查閱。利用這本工具書,讀者只需按圖索驥便可完成設(shè)計、開發(fā)過程中許多耗工費(fèi)時的工作。 本書可作為從事電子產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、維修人員的工具書,也可作為高等院校相關(guān)專業(yè)的師生進(jìn)行課程設(shè)計和電子制作的參考書。
上傳時間: 2013-04-24
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家用冰箱作為家用電器重點(diǎn)的耗電大戶,已成為城鎮(zhèn)居民家庭主要耗電源。家用冰箱的節(jié)能減排,已是迫在眉睫,
標(biāo)簽: 家 冰箱 節(jié)能技術(shù)
上傳時間: 2013-07-03
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近年來,隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,社會對能源的需求量越來越大,對能源的依賴性也越來越強(qiáng),而同時全球的能源儲備越來越少。尤其是中國,幾乎所有能源人均都不及世界的一半。2007年“兩會”,政府工作報告中明確提出把節(jié)能減耗作為工作切入點(diǎn),并成立國務(wù)院節(jié)能減排工作領(lǐng)導(dǎo)小組。鋼廠作為工業(yè)耗能大戶,其節(jié)能減耗顯得尤為重要,舊的分散式能耗測量方法已不能滿足需要,提出新的能耗檢測方法迫在眉睫。 本文的工作就是以此為大背景,針對鋼廠的能源消耗提出一種新型實(shí)時測量方法。系統(tǒng)以嵌入式為開發(fā)思路、WINCE操作系統(tǒng)丌發(fā)監(jiān)測終端,包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸以及數(shù)據(jù)集中處理顯示三部分。數(shù)據(jù)采集主要依賴傳感器和單片機(jī),將采集到的模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量并按照協(xié)議要求進(jìn)行格式打包,包括電參數(shù)采集、水參數(shù)采集和天然氣參數(shù)采集三部分;數(shù)據(jù)傳輸則采用傳統(tǒng)的RS485工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò);終端部分則以ARM為載體,WINCE為平臺,開發(fā)應(yīng)用程序?qū)崟r處理數(shù)據(jù)。 文中詳細(xì)闡述了整個監(jiān)測系統(tǒng)的硬件設(shè)計思路和軟件設(shè)計流程。介紹了數(shù)據(jù)檢測原理及過程,給出了底層和終端的系統(tǒng)通信協(xié)議及通信流程,同時通過對監(jiān)測終端的描述詳細(xì)介紹了WINCE嵌入式操作系統(tǒng)的定制和在ARM9目標(biāo)板上的移植,并詳細(xì)闡述了基于WINCE的EVC應(yīng)用程序開發(fā),給出了部分代碼。 本次設(shè)計提出了一種新的鋼廠能耗數(shù)據(jù)集中實(shí)時采集技術(shù),并完成了系統(tǒng)整體設(shè)計。經(jīng)過測試運(yùn)行,各項技術(shù)性能指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到了設(shè)計的要求。
標(biāo)簽: ARM 能耗 監(jiān)測 系統(tǒng)設(shè)計
上傳時間: 2013-04-24
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