计及漏磁的堆栈式超磁致伸缩制动器多物理场耦合建模研究

作     者：李姝汛 杨鑫 陈泽坤 陈钰凯 张智贺 Li Shuxun;Yang Xin;Chen Zekun;Chen Yukai;Zhang Zhihe

作者机构：国家电能变换与控制工程技术研究中心(湖南大学)长沙410082 

出 版 物：《电工技术学报》 (Transactions of China Electrotechnical Society)

年 卷 期：2023年第38卷第9期

页      面：2277-2288页

核心收录：

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 080902[工学-电路与系统] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0811[工学-控制科学与工程] 0702[理学-物理学] 

主　　题：堆栈式超磁致伸缩制动器 多场耦合模型 漏磁 动态特性 Pspice电路仿真软件 

摘      要：堆栈式超磁致伸缩制动器(SGMA)因其能量密度高、响应速度快且便于提供稳定的偏置磁场而得到广泛应用。由于永磁体和超磁致伸缩材料相对磁导率极低,磁路中存在明显的磁场空间分布不均匀的现象,磁-机耦合导致其动力学相较于传统结构的制动器更为复杂。为了准确地预测SGMA的输出特性,该文基于有限元仿真搭建了计及漏磁的等效磁路,并结合Jiles-Atherton模型、非线性本构模型及考虑分布特性的结构动力学模型,借助Pspice电路仿真软件建立了超磁致伸缩制动器多物理场耦合动态模型。相较于传统的制动器多场耦合模型,所提模型能够更精准地分析磁路中的漏磁行为,并反映由磁场不均匀引起的力学分布特性。最后搭建制动器输出位移测试平台以验证模型的准确性,模型计算结果与实验结果吻合度良好,证明了所建立模型能有效表征SGMA的输入-输出特性。