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基于电磁铁复合线圈的磁浮车悬浮间隙检测方法

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仪器仪表学报 2024年第3期45卷 35-44页

作者：靖永志刘沁宇贾兴科倪胜杨亮涛磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室成都611756 西南交通大学电气工程学院成都611756 西南交通大学唐山研究院唐山063000

针对传统电涡流传感器体积大、无法直接测量真实电磁间隙等问题,提出了一种基于电磁铁复合线圈的磁浮车悬浮间隙检测方法。首先,分析了悬浮系统等效电磁间隙检测原理,针对电磁铁和F轨表面高频涡流对复合线圈磁场耦合作用建立了复合线圈... 详细信息

针对传统电涡流传感器体积大、无法直接测量真实电磁间隙等问题,提出了一种基于电磁铁复合线圈的磁浮车悬浮间隙检测方法。首先,分析了悬浮系统等效电磁间隙检测原理,针对电磁铁和F轨表面高频涡流对复合线圈磁场耦合作用建立了复合线圈等效阻抗模型。其次,通过有限元仿真优化了复合线圈激励频率和复合线圈间隙检测系统结构以提高检测灵敏度,设计了谐振检测电路和信号解调电路有效抑制了悬浮系统与间隙检测系统之间的串扰。最后,进行了静态性能测试和悬浮实验,校正后的线性度为0.4%,恒定间隙时静态输出最大波动峰峰值为89μm,悬浮系统能够在给定间隙、阶跃扰动和偏移扰动的不同工况下稳定悬浮。实验结果表明,间隙检测的响应速度和检测误差均满足系统要求。

关键词：磁浮车电磁铁复合线圈间隙检测

考虑电磁铁线圈构型的高速开关阀动态特性分析

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西安交通大学学报 2024年第4期58卷 211-220页

作者：徐纯洁谢方伟凡镕瑞魏汝路田祖织中国矿业大学机电工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学矿山智能采掘装备省部共建协同创新中心江苏徐州221116

为改善高速开关阀的响应特性,以电磁铁线圈构型为切入点,对比研究了线圈构型对高速开关阀动态特性的影响规律。在建立高速开关阀数学模型以及理论分析线圈构型变化对响应时间影响的基础上,采用电磁仿真软件ANSYS Electronics,构建了高... 详细信息

为改善高速开关阀的响应特性,以电磁铁线圈构型为切入点,对比研究了线圈构型对高速开关阀动态特性的影响规律。在建立高速开关阀数学模型以及理论分析线圈构型变化对响应时间影响的基础上,采用电磁仿真软件ANSYS Electronics,构建了高速开关阀二维瞬态仿真模型,分析了单一、叠加式、嵌套式3种线圈构型对电磁铁吸合以及高速开关阀启、闭两个动态过程的影响。仿真结果表明:在不改变其他结构参数与电气参数的情况下,与单一线圈构型相比,叠加与嵌套两种并联线圈构型能够有效缩短电磁铁空载吸合时间,减幅分别为35.1%、34.7%;叠加式线圈构型下高速开关阀的开启延迟时间缩减了4.79 ms,减幅达55.4%;嵌套式线圈构型下高速开关阀的开启延迟时间缩减了4.77 ms,减幅达55.2%。综合响应特性与能耗特性参数来看,采用叠加式线圈构型的高速开关阀具有相对更优的动态特性。该研究可为高速开关阀电磁铁的设计提供参考。

关键词：高速开关阀电磁铁线圈构型动态特性响应时间

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电磁铁传热特性及散热优化的数值模拟

重庆大学学报 2024年第5期47卷 24-36页

作者：李英杰陈川张瑜李强司国雷宋鹏四川航天烽火伺服控制技术有限公司成都610000

电磁铁是电液控制系统的核心液压元件,被广泛应用于航空航天和石油工业等领域,但电磁铁工作产生的焦耳热和电磁损耗会导致温度迅速升高、局部热应力和不均匀膨胀变形,严重影响稳定性和使用寿命。笔者采用有限元软件研究电磁铁温度、应... 详细信息

电磁铁是电液控制系统的核心液压元件,被广泛应用于航空航天和石油工业等领域,但电磁铁工作产生的焦耳热和电磁损耗会导致温度迅速升高、局部热应力和不均匀膨胀变形,严重影响稳定性和使用寿命。笔者采用有限元软件研究电磁铁温度、应力及变形的演化规律,分析导热套筒散热与强制对流散热对其热性能的影响规律。结果表明:随着线圈功率增大,电磁铁的最大温度、热应力和变形量均线性增大;随着套筒厚度增加,稳态的最大温度、变形量和导热量线性减小,温降幅度为12.5℃/mm;随着流速增加,最大温度、热应力和变形量显著减小,温降幅度45.5℃/(m·s^(-1)),说明增强导热和对流均能提高电磁铁热性能且对流更为显著。

关键词：电磁铁传热特性导热与对流数值模拟

U型电磁铁与轨道的空间相对位置对电磁力影响分析

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铁道机车车辆 2024年第4期44卷 166-172页

作者：白展赵春发冯洋佟来生舒瑶西南交通大学牵引动力国家重点实验室成都610031 中车株洲电力机车有限公司湖南株洲412001

为了进一步提高磁浮车辆系统动力学仿真的准确性,有必要探明电磁铁在不同空间自由度及线圈电流影响下的电磁力特性。以中低速常导U型电磁铁为研究对象,基于电磁铁和轨道的实际结构以及磁性材料磁化特性,仿真分析电磁铁悬浮间隙、横移量... 详细信息

为了进一步提高磁浮车辆系统动力学仿真的准确性,有必要探明电磁铁在不同空间自由度及线圈电流影响下的电磁力特性。以中低速常导U型电磁铁为研究对象,基于电磁铁和轨道的实际结构以及磁性材料磁化特性,仿真分析电磁铁悬浮间隙、横移量、侧滚角、点头角、摇头角这5个空间自由度以及线圈电流对电磁力及力矩的影响。分析结果表明,在额定工作点附近,点头角和摇头角对电磁力的影响较小,侧滚角的增加导致悬浮力减小14%、导向力增大167%;电磁铁在侧滚角、点头角和摇头角的综合作用下可能产生不稳定的侧滚力矩;并且各空间自由度对电磁力及力矩的影响有明显的耦合现象;综合分析6个因素与电磁力的相关性,除电流、间隙和横移量的影响显著外,点头角对悬浮力的影响最明显,摇头角对导向力的影响最明显。

关键词：常导磁悬浮电磁铁空间相对位置有限元分析

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基于混合粒子群算法的圆柱型电磁铁优化设计

机床与液压 2024年第3期52卷 100-105页

作者：王晨皓林何盛晓超西安工程大学机电工程学院陕西西安710048 西安工程大学西安市现代智能纺织装备重点实验室陕西西安710048

为了解决当电磁铁外型相同如何使电磁力最大的问题,将现有电磁铁设计思路应用到圆柱型电磁铁设计中,并采用改进的混合粒子群方法优化电磁铁内部结构参数。运用等效磁路法推导出电磁铁数学模型,并通过Maxwell有限元仿真对比验证准确性,... 详细信息

为了解决当电磁铁外型相同如何使电磁力最大的问题,将现有电磁铁设计思路应用到圆柱型电磁铁设计中,并采用改进的混合粒子群方法优化电磁铁内部结构参数。运用等效磁路法推导出电磁铁数学模型,并通过Maxwell有限元仿真对比验证准确性,然后采用单目标优化方法,得到影响电磁力的参数,最后采用改进的粒子群算法进行多目标优化,得到优化后的参数值。得到的几组优化数据表明:多目标优化方法得到的有效工作区域电磁力更大,仿真结果表明优化后的电磁力综合提高20%,证明优化方法有效。

关键词：电磁铁磁感应强度多目标优化混合粒子群算法

关键特征点的智能识别及其在操动机构电磁铁运行状态监测中的应用

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Journal of Measurement Science and Instrumentation 2024年第2期15卷 253-263页

作者：韩苗苗喻樱芝彭奕涵刘鑫张祥雷温州大学机电工程学院浙江温州325035

作为断路器操作机构开合动作的触发器,电磁铁的工作状态对于确保操作机构的工作状态具有重要意义。然而,由于复杂电气环境的干扰和传感条件的限制,电磁铁的鲁棒性状态监测存在很大的不足。本文提出了一种两阶段混合方法来诊断运行机构... 详细信息

作为断路器操作机构开合动作的触发器,电磁铁的工作状态对于确保操作机构的工作状态具有重要意义。然而,由于复杂电气环境的干扰和传感条件的限制,电磁铁的鲁棒性状态监测存在很大的不足。本文提出了一种两阶段混合方法来诊断运行机构电磁铁的运行状态。该方法通过智能识别电磁铁电流信号的关键特征点,间接实现对电磁铁状态的智能诊断。在第一识别阶段,提出了适合一维信号的智能U-Net神经网络,通过获取的电磁铁电流信号实现关键特征点的自适应识别。在第二个状态监测阶段,根据关键特征点的位置和电流值,可以具体识别电磁铁的运行状态。实验结果表明,所提出的方法能有效识别关键点,识别成功率接近100%。所提出的方法只需少量故障样本就能实现对各种电磁铁故障的自适应识别。因此,所提出的方法为电磁铁的稳健状态识别提供了保障,并具有抗干扰性强的优点。

关键词：状态监测电流信号 U-Net 断路器电磁铁

基于GD32F103的PWM快速可调电磁铁控制电路设计

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电子制作 2024年第19期32卷 113-116页

作者：张小飞朱泓波贵州振华群英电器有限公司贵州贵阳550018

目前电磁铁已广泛应用于各类车载及生活电子设备的推动换向结构领域,其通断切换的可靠性已经获得电子类各行业的普遍认可,但随着科学技术的快速发展和时代更新,设计需求不再只停留在电磁铁单纯的响应速度上,如何控制电磁铁在快速响应同... 详细信息

目前电磁铁已广泛应用于各类车载及生活电子设备的推动换向结构领域,其通断切换的可靠性已经获得电子类各行业的普遍认可,但随着科学技术的快速发展和时代更新,设计需求不再只停留在电磁铁单纯的响应速度上,如何控制电磁铁在快速响应同时兼顾可调输出能力,已经逐渐成为高端领域的技术需求。本设计提出一种PWM快速可调控制电路,以单片机为主控单元,通过上位机给定的执行指令和主通道电流检测信号,调控PWM波驱动控制半桥电路,实现电磁铁快速切换与可调输出能力。该设计输出了实际产品,验证了该方案的可行性。

关键词：单片机 PWM 电磁铁可调输出电路设计

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生活中的电磁铁

初中生学习指导 2024年第3期 54-56页

作者：韩思聪锦州市实验学校

随着科技的发展与进步,电与磁几乎遍布于我们生活中的每一个角落。其中,电磁铁的应用扮演着重要的角色,成为我们生活中不可或缺的一部分。电磁铁,顾名思义,就是利用电流的磁效应制造的铁制磁体,广泛应用于各个领域。在我们的日常生活中... 详细信息

随着科技的发展与进步,电与磁几乎遍布于我们生活中的每一个角落。其中,电磁铁的应用扮演着重要的角色,成为我们生活中不可或缺的一部分。电磁铁,顾名思义,就是利用电流的磁效应制造的铁制磁体,广泛应用于各个领域。在我们的日常生活中,电磁铁也充分发挥了其优势。下面介绍以电磁铁为核心的控制系统在交通、医疗、生产生活等领域的应用。

关键词：电磁铁磁效应控制系统日常生活磁体发展与进步顾名思义

开关型电磁铁控制比例伺服阀的方法及实验研究

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中国电机工程学报 2009年第21期29卷 93-98页

作者：许小庆权龙李斌太原理工大学机械电子工程研究所山西省太原市030024

提出利用开关电磁铁构成单电磁铁式电液比例伺服阀的方案。在闭环控制基础上,提出自适应前馈补偿方法,解决开关电磁铁的非线性问题;采用抗饱和积分控制方法,在消除稳态误差的基础上,减小电磁铁动态响应时间。在理论上解释2种方法的原理... 详细信息

提出利用开关电磁铁构成单电磁铁式电液比例伺服阀的方案。在闭环控制基础上,提出自适应前馈补偿方法,解决开关电磁铁的非线性问题;采用抗饱和积分控制方法,在消除稳态误差的基础上,减小电磁铁动态响应时间。在理论上解释2种方法的原理,试验验证2种控制方法的效果。另外,利用电磁铁心速度反馈,增大闭环回路增益,进一步减小电磁铁的动态响应时间。结果表明,与现有采用比例电磁铁的技术相比,新方案具有设计简单、成本低的优点。

关键词：比例伺服阀电磁铁前馈自适应积分器