一、非接触式磁耦合联轴器（论文文献综述）
张进[1]（2021）在《机器人磁齿轮关节电机关键技术研究》文中研究说明机器人减速器和伺服电机是机器人关键核心部件。近年来,国内外研究者和技术研发人员致力于开发结构紧凑、体积小、质量轻、控制模式多样的机器人模块化关节。机器人模块化关节的核心技术是将伺服电机和减速器集成为结构紧凑的一体化模组。然而,现有机器人模块化关节中的电机和减速器仍为两个独立部件,且减速器通常采用行星减速器、谐波减速器和RV减速器等机械减速器,机械齿轮接触式啮合不可避免地产生摩擦、发热、噪声、精度下降和失效等问题。本论文探索研究将非接触传动的磁齿轮电机技术应用于机器人模块化关节,构建机器人磁齿轮关节电机,实现真正意义上的机器人电机和减速器一体化集成,为新型机器人模块化关节的设计与应用奠定理论和方法基础。本论文就转矩能力、传动比和齿槽转矩等问题,对磁齿轮关节电机关键技术作了探索性研究。设计了新型双磁场调制磁齿轮,在深入研究双磁场调制结构转矩能力增强机理的基础上,进一步建立了双磁场调制磁齿轮关节电机模型,有效提升了外定子型关节电机的转矩能力;在不增加现有磁齿轮复合电机结构复杂度的前提下,提出了二级磁齿轮关节电机及其设计方法,有效增大了传动比;深入研究了磁齿轮关节电机的耦合特性,发现了结构中引起齿槽转矩异常的隐性磁齿轮,提出抑制或消除隐性磁齿轮和降低齿槽转矩的方法,有效提高了输出转矩的平稳性。论文主要研究内容包括:1.讨论了磁耦合器的磁力传动机理,测试了磁耦合器样机的转矩、转速特性和过载特性,归纳出磁力传动极对数匹配和速度匹配原则;基于磁耦合器,进一步讨论了磁场调制原理及单级和二级磁齿轮的建立方法,分析了磁齿轮的转矩传递及电磁特性。2.设计了包含两个调磁环的新型双磁场调制磁齿轮,在磁场调制原理的基础上,分析了双磁场调制磁齿轮的工作原理和转矩传递;将双磁场调制磁齿轮分解成两个磁齿轮单元,揭示了两个调磁环与两个磁齿轮单元的对应关系,研究了两个调磁环相对位置对双磁场调制磁齿轮转矩特性的影响,当两个调磁环相对位置为0时,转矩能力最优;采用有限元仿真,优化了内调磁环尺寸;分析了传动比对双磁场调制磁齿轮转矩能力的影响,不同传动比下,双磁场调制磁齿轮的转矩能力普遍高于相同关键尺寸的传统磁齿轮,并且在大传动比下更具转矩优势;制备并测试了双磁场调制磁齿轮样机,实验验证了双磁场调制磁齿轮的转矩能力增强特性,样机的输入转速与输出转速之比符合理论传动比。3.对比分析了定子结构对准直驱电机齿槽转矩的影响,发现了定子磁场调制型准直驱电机中导致齿槽转矩异常和空载磁链不对称的隐性磁齿轮结构。基于双磁场调制磁齿轮,对定子磁场调制型准直驱电机进行结构改进,提出双磁场调制磁齿轮关节电机模型,有效抑制了由隐性磁齿轮引起的齿槽转矩。通过优化定子结构,有效提高了双磁场调制磁齿轮关节电机转矩能力,突破了外定子对内置磁齿轮转矩能力的限制,使定子参与磁齿轮传动。将双磁场调制磁齿轮关节电机拆分成两个永磁电机单元,揭示了双磁场调制磁齿轮关节电机气隙磁通密度、空载反电势和电磁转矩的叠加特性。4.设计了二级磁齿轮关节电机,其第一级为永磁游标电机,第二级为磁齿轮。针对第一级永磁游标电机,从有效减少永磁体用量的角度,对同极内嵌永磁游标电机的永磁体极弧系数作了优化。基于磁场调制原理,采用等效磁路法,推导了同极内嵌永磁游标电机的气隙磁通密度、空载反电势和电磁转矩的理论表达;提取出与转子永磁体极弧系数相关的优化因子,理论计算最优永磁体极弧系数为0.64,与有限元仿真结果相吻合;对比分析了同极内嵌永磁游标电机和传统NS极永磁游标电机的电磁特性,通过有限元仿真,验证了同极内嵌永磁游标电机永磁体用量减少36%时,空载反电势和输出转矩(Irms<11A)都得到了提升。5.分析了二级磁齿轮关节电机的耦合特性,提取出由磁通部分耦合引起的隐性磁齿轮结构,深入研究了隐性磁齿轮对二级磁齿轮关节电机齿槽转矩和转矩脉动的影响,揭示了其中一款二级磁齿轮关节电机样机失效的根本原因,即共用转子铁芯厚度能够调节通过关节电机内层气隙的磁通量,当共用转子铁芯厚度较小时,隐性磁齿轮起主导作用,从而导致齿槽转矩异常,样机无法启动;从抑制或消除隐性磁齿轮的角度,提出二级磁齿轮关节电机结构改进方法,包括选择不满足隐性磁齿轮形成条件的永磁体极对数配置、增大共用转子铁芯厚度以及设计隔磁气隙使内置电机和外置磁齿轮磁通解耦。优化后的二级磁齿轮关节电机齿槽转矩得到有效改善。6.设计了一款二级磁齿轮关节电机,结构上不满足隐性磁齿轮形成条件。分析了二级磁齿轮关节电机的电磁特性;制备了二级磁齿轮关节电机样机,测试了样机的空载反电势,实验估算的传动比与理论值吻合;对二级磁齿轮关节电机作双惯量系统等效,采用无传感控制方法驱动样机,并测试了样机的输出转速和转矩。样机共用转子转速与输出转子转速之比与外置磁齿轮传动比吻合。样机能够稳定运行,输出转子稳态转矩为4.74 Nm时,转矩脉动为2.95%。
夏峥嵘[2]（2021）在《盘式永磁耦合器的性能研究及响应面优化》文中研究指明永磁耦合器可实现电机与负载间的无接触动力传递,具有可实现柔性启动、减振、传动效率高等优点。本文的主要工作围绕着盘式永磁耦合器传动特性的理论、实验研究以及结构优化来展开;对三种结构的盘式永磁耦合器进行了基于转矩特性的研究及优化;同时,通过实验以及多物理场耦合仿真获得了标准型盘式永磁耦合器的稳态温度分布。具体内容包括:首先,完成了实验台的搭建以及标准型盘式永磁耦合器样机的设计,并进一步完成了样机转矩的解析建模、电磁场有限元仿真和实验研究,三者结果的对比表明了电磁场有限元仿真可以非常准确地模拟盘式永磁耦合器的传动特性;同时,完成了样机模型的磁场、温度场以及流体间的耦合仿真,获得了样机模型的稳态温度分布,将其与实验结果进行对比,表明了多场耦合仿真的准确性。其次,以电磁场有限元仿真为工具,将永磁体用量作为约束条件、转矩作为优化目标,分别对标准型、铜盘开槽型以及Halbach阵列铜盘开槽型盘式永磁耦合器进行了响应面优化设计;同时,研究了标准型盘式永磁耦合器的铜盘厚度、磁极对数等参数对传动转矩的影响,并通过田口法分析了永磁体的三维尺寸对转矩的贡献率,其贡献率由高到低分别为高度、宽度、厚度;对于铜盘开槽型盘式永磁耦合器,研究了所开槽的径向长度、槽数等结构参数对转矩的影响;对于Halbach阵列铜盘开槽型盘式永磁耦合器,研究了Halbach阵列的主极占比、辅助极充磁角度等参数对转矩的影响。最后,将以上三种结构的盘式永磁耦合器的响应面优化结果进行对比得出:响应面方法可以非常有效地对盘式永磁耦合器的转矩性能进行优化;铜盘的开槽设计可以大幅度地提升转矩,但也会带来影响传动平稳性的齿槽转矩;经过合理设计的Halbach永磁体阵列结构不仅可以大幅度地降低由于铜盘开槽引起的齿槽转矩,还能进一步提升传动转矩。永磁耦合器结构中的永磁体成本较高,而本文的响应面优化设计能够显着提高永磁材料的利用率。同时,本文完成了盘式永磁耦合器的磁热流耦合仿真过程,并通过实验对其进行了验证。
刘思彤[3]（2021）在《永磁耦合器温度场分析与实验研究》文中认为永磁耦合器作为一种传动效率高、环境适应性强且具有过载保护功能的非接触式传动装置,已被广泛应用于石油化工、煤炭电力等领域,其温度场的有效分析对于实现精准控温、提高其使用寿命、保证高效高可靠传动具有重要意义,也对大功率永磁传动技术研究有重要参考价值。本文提出了基于等效磁路的永磁耦合器涡流损耗快速计算方法,实现了永磁耦合器热源的快速计算;提出了基于双特征平面的永磁耦合器等效热网络分析方法,实现了关键节点热源的准确计算;并以45KW级盘式调速型永磁耦合器为实验对象,搭建了永磁耦合器综合性能实验平台,验证了所建立热分析模型的准确性。具体研究内容如下:（1）针对永磁耦合器运行状态下磁场强非线性,热源损耗难以准确计算的问题,提出了基于等效磁路的永磁耦合器涡流损耗快速计算方法,建立了虑及气隙及永磁体漏磁的电磁解析模型,实现了导体盘涡流损耗的快速求解,并探究了转差、气隙、磁极数等参数对涡流损耗的影响规律;采用有限元法建立永磁耦合器电磁场分析模型,探究永磁耦合器涡流分布规律及内部磁场特性,并对所提出的涡流损耗解析模型进行了初步验证。（2）针对永磁耦合器在电磁-温度耦合作用下温度场难以准确表征的问题,提出了基于双特征平面的永磁耦合器等效热网络分析方法,基于传热学基本原理明确了各结构间热传递方式,根据集中参数思想建立了包含径向、周向特征平面的等效热路,并进行了虑及磁热耦合的温度迭代计算,实现了稳态温度求解;采用有限元法建立了温度场分析模型,探究全场温度分布规律,并分析转差、气隙及散热对永磁耦合器温度的影响规律。（3）搭建了45KW级永磁耦合器综合性能实验平台,进行了温度综合实验验证。开展了永磁耦合器输出特性测量实验,并对所提涡流损耗模型进行验证;基于红外热像仪进行了永磁耦合器稳态温度测量实验,并对所提等效热网络模型进行验证。结果表明涡流损耗模型在实际工况转差占比低于75%时,相对误差低于7%;当实际工况转差占比高于75%时,相对误差部分高于7%,低于15%,等效热网络模型各区域温度平均误差值不超过6℃,其中导体盘平均误差值在3℃以内;综合对比实验数据,分析了温度对永磁耦合器传动性能的影响。
张玉皓[4]（2021）在《汽轮发电机组扭振故障分析及在线监测的研究》文中研究指明汽轮发电机组是电力生产的主要设备,作为能量转换和输出的中间环节,其轴系在蒸汽和电磁力矩的作用下产生弹性角变形和扭转振动,可能诱发轴系疲劳损伤。本文以轴系弯扭振动模型为基础,通过在线工作变形分析评估轴系安全性,提出了更加准确的扭振测量方法,开发了扭振监测和安全性分析系统,研究成果有助于避免扭转振动故障造成机组严重损伤、提高机组运行安全性。首先,分析并建立叶盘系统的动力学模型并进行固有特性分析,利用动能等效方法,给出了长叶片轴段在扭振建模中的刚性盘等效条件。推导了Timoshenko弯扭梁轴单元模型,系统模型考虑了弹性支承、刚性支承的影响,以及陀螺力矩的作用,建立了轴-盘-支承系统的有限元模型,通过仿真分析了轴系的弯扭振动固有特性。利用矢量叠加原理构建轴截面同步旋转向量,用于分析旋转轴系扭振或弯扭振动的调制特征。其次,通过轴系危险截面与典型结构应力分析相结合的方式开展轴系的安全性分析。利用惯性单元和弹性单元建立的轴系扭振模型,进行轴系截面安全性分析;对于轴系典型结构,利用内嵌有限元工具组件的方式,建立典型结构的有限元模型,导入实测扭转载荷数据,对典型轴系部件进行在线应力分析。实现轴系危险截面与典型部件结构的安全性分析。再次,考虑到旋转运动和扭转振动具有相同的物理量纲,可实现转角和扭角的同源测量,提出了广义增量编码器模型的扭振测量方法。利用编码盘半周期角序重构,不改变整周期分度角的特点,提出了双周期的瞬时角速度计算方法,该方法可以在硬件条件不变的情况下增大一倍扭振信号采样率,避免带宽闲置现象。并从信号采样的角度解释了扭振信号的非对称失真和非对称采样的现象。分析了位移测量型的增量编码器的输出调频-调幅信号的形成机理,提出了等周期高差测距型编码器模型用以实现弯扭振动的测量方法。通过仿真和实验的方式对上述方法的正确性和有效性进行了验证。最后,结合核电汽轮机组的扭振监测与分析的工程应用需求和已有的工程经验,整合本文研究内容进行了工程技术的转化。研发了汽轮发电机组的轴系扭振在线监测与分析的成套装置。为了适应不同类型的扭振监测需求,引入数据中台和组态页面的开发模式,并采用时序数据库重新构建了数据结构和数据管理平台,通过功能与数据灵活组合配置,实现扭振监测装置的功能扩展。
公晓彬[5]（2020）在《基于热-流-磁耦合的永磁同步电机温度场分析》文中进行了进一步梳理永磁同步电机（PMSM）由于其功率密度大,尺寸小,转速高等优点被广泛应用于工业领域。而永磁电机的转子励磁是由永磁材料提供而非励磁绕组,紧凑的结构会导致电机的散热困难,过高的温度会导致永磁体发生不可逆退磁现象,引起电机输出转矩的下降等问题。所以准确计算电机温度分布对于永磁电机的安全稳定运行显得尤为重要,其中模拟分析作为简单方便的计算方法而被广泛应用于此,而热的模拟分析中准确的损耗值是影响计算结果的主要因素之一。但是电机损耗大多以电磁损耗为主,而温度变化会对电磁损耗产生一定影响,所以考虑多物理场之间的耦合关系能够提高计算精度。随着计算机技术以及计算方法的快速发展以及多种商用仿真软件的整合,多物理场之间的隔阂逐渐被打破,多物理场的耦合分析越来也普遍。本文利用有限元软件建立一个热-流-磁三物理场的耦合温升模型,考虑温升与气隙空气流动的影响以提高温度场计算精度。具体的工作内容如下:（1）有限元模型的建立。首先利用Maxwell和Fluent有限元软件分别建立电磁场模型,流场以及温度场模型,并设置相关边界条件等,然后分别从所在物理场角度出发来简化计算模型。最后基于永磁电机通过逆变器驱动的原因,建立空间矢量脉宽调制逆变器模型以提高电磁损耗计算结果的准确性。（2）电机各项损耗的理论分析以及减损措施。首先是通过理论分析以及有限元仿真结果来解释各项损耗产生的机理,然后根据其产生机理提出减低其损耗的方法,并通过电磁计算结果验证所提出方法的有效性。最后给出永磁电机损耗分离方法的分离原理,并通过三个不同的实验将永磁电机各项损耗分离出来。（3）三物理场的耦合模型建立。首先是从产生各项电磁损耗的部件详细研究分析出温度对电磁损耗计算产生影响的物性参数,建立Maxwell与Fluent的双向耦合关系。然后是对比电磁场与温度场之间迭代前后的电机电磁损耗变化以及最终的温升分布情况。最后基于永磁电机永磁体温度不易测量的问题,建立一个永磁体温度估计模型,并在最后实验环节估计永磁体温度。（4）电机温度测量以及估计实验。对于绕组温度采用四个相同的热电阻直接测量,而永磁体温度则采用所建立的估计模型进行温度估计。通过实验验证未进行迭代运算的温度要比测量值高,但当随着迭代次数的增加电机最终温度值出现了下降并逐渐靠近测量值,表明所建立的耦合模型能够提供比单温度场模型较好的计算精度。
蔡新国[6]（2020）在《径向磁通永磁涡流联轴器特性分析与改进》文中进行了进一步梳理径向磁通永磁涡流联轴器是一种依靠永磁体阵列磁场与导体筒内感生涡电流形成的磁场之间相互作用进行传动的设备,它具有非接触、软启动、安装精度要求低、可调速等优点。由于径向磁通永磁涡流联轴器依靠非接触的磁力传动,与传统的联轴器相比具有很多特性,在设计和使用径向磁通永磁涡流联轴器时,需要对其特性加以了解。衡量径向磁通永磁涡流联轴器的性能的主要参数是转矩密度,即相同的结构尺寸下和内外转子转差下传输转矩的大小,一般情况下转矩密度越大,联轴器性能越好。本文使用理论分析、有限元仿真等手段,研究径向磁通永磁涡流联轴器的转矩特性和应用特性。基于二维线性层理论和分离变量法,推导了径向磁通永磁涡流联轴器传动过程中发生能量转化的机-磁-电-机过程。基于等效磁路法和安培定律,得到了径向磁通永磁涡流联轴器永磁体阵列磁场表达式和传递转矩表达式,认为导体筒中线处的磁场参数（B2）avg是衡量磁场性能的重要参数,它与联轴器的转矩密度成正比。采用ANSYS Electronicdesktop有限元仿真软件（AEDT）分析了结构参数和动态参数对径向磁通永磁涡流联轴器转矩特性的影响,为径向磁通永磁涡流联轴器的结构设计提供了依据。对比分析了常用的12种永磁体阵列,认为传统的2段式Halbach排列不能提高径向磁通永磁涡流联轴器永磁体阵列的磁场性能,采用扇形截面永磁体平行充磁交替排列的永磁体阵列磁场性能较好。结合应用场景,建立了原动机-径向磁通永磁涡流联轴器-平方负载分析模型,分析了径向磁通永磁涡流联轴器节能特性、传动特性、起动特性、负载特性和负载转矩波动响应特性。基于能量平衡法,建立了径向磁通永磁涡流联轴器的功耗模型。采用AEDT与ANSYS Workbench Steady-State Thermal模块联合仿真,对径向磁通永磁涡流联轴器在超载和额定工作点向下调节时的功耗和热场进行分析,结果表明径向磁通用永磁涡流联轴器在额定工作点向下调节时,发热功率变化不大,可不采用特别的冷却手段。为提高转矩密度、改善径向磁通永磁涡流联轴器内外转子啮合度低时发热区域集中的问题,对径向磁通永磁涡流联轴器的主要工作部件—永磁体阵列和导体筒进行改进。采用非等长2段式Halbach排列可以有效提高永磁体阵列的磁场性能。有限元仿真计算结果表明,与传统的12极扇形截面交替排列永磁体阵列相比,平行充磁时（B2）avg提升了8.94%;径向充磁时（B2）avg提升了11.73%。采用轴向开槽的方法对导体筒进行改进,有限元计算结果表明,导体筒开槽后的径向磁通永磁涡流联轴器转矩密度有了明显提升,与导体筒不开槽的计算模型相比,开槽数为24时平均输出转矩提升24.56%;开槽数为36时,平均输出转矩提升了36.97%,内外转子低啮合度时的导体筒发热分布不均匀的问题得到改善,但是会产生转矩波动。采用增加开槽数、开槽数改为奇数、斜槽、改变槽宽占比等方法克服转矩波动,有限元计算结果表明,以上方法可以大幅减小导体筒开槽后产生的转矩波动。
邹政耀[7]（2020）在《永磁滑差离合器的研究与优化》文中研究表明乘坐舒适性是乘客、驾驶人员和技术人员共同的追求。发动机与变速器之间的连接部件的性能对换挡平顺性有较大影响,同时又需要该部件具有较高的传动效率。综合提高传动效率和换挡品质是该部件在设计时的追求。目前使用的液力变矩器、双离合器和多片湿式离合器等均在这两个方面获得了较高的成果。但有的部件在效率方面有优势;有的部件在换挡时产生换挡冲击小;有的在两个方面均有优势,但存在动力中断的风险。为提高换挡品质和传动效率,在汽车发动机和变速器之间设置一种新型的传动机构,具有联轴器工作模式和滑差传动模式,以配合摩擦式离合器或其它传动机构实现不中断动力换挡,对实现永磁无级变速传动具有较高的理论意义和应用价值。本文主要研究内容如下:首先,运用场论和静磁场理论知识,对永磁滑差离合器进行了磁路分析,提出了永磁体稀疏排列方案、叠加永磁体方案和具有偏心圆弧永磁体三种方案,并进行了仿真计算和试验验证。在对这三种方案进行结果比较分析时,发现了两个永磁体之间的相互作用磁场力在某一位置会出现力的方向的突变,结合毕奥-萨伐尔定律和安培环路定律,发现永磁体大间隙排列时具有一个临界位置,在该临界位置的两边磁场力的方向会发生变化,因此能解释清楚永磁稀疏排列方案和叠加永磁体的磁扭矩特性会发生突变,并且是具有偏心圆弧永磁体方案能获得连续平稳磁扭矩特性的内在原因。在分析轴向磁通永磁联轴器传递的磁扭矩规律和影响因素的基础上,将驱动磁盘中的扇形永磁体稀疏排列,创新设计了具有偏心圆弧替代扇形永磁体的内圆弧的结构,通过三维磁场力的计算研究和对磁场力大小与方向在三维空间中与永磁体的位置关系的分析,限定驱动磁盘和输出磁盘中永磁体的扇形圆心角为150?,确定按对称轴错开45?的相对位置进行安装,获得在驱动磁盘相对于输出磁盘转动90?的相对转角范围内,输出磁扭矩值波动较小的磁扭矩特性。第二,创新提出了永磁体之间的临界位置。在发现存在该临界位置的基础上,结合毕奥-萨伐尔定律和安培环路定律,分析了永磁体在临界位置两边的体积分布对磁场力和磁扭矩的影响。设计了具有偏心圆弧永磁体方案,该方案在设计驱动磁盘上的扇形永磁体和输出磁盘上的异形永磁体扇形角时需要避开临界位置,即驱动磁盘相对于输出磁盘转动0?-90?范围内,在圆周方向上不能出现临界位置。为获得平稳的磁扭矩,输出磁盘中的异形永磁体需要利用临界位置,使得临界位置在径向上连续变化,从而满足设计目的。采用MAGNET软件进行仿真计算,验证了临界位置的存在和临界位置附近的磁场力规律。第三,分析了两块永磁体本身参数和临界位置之间的关系,提出了获得平稳磁扭矩-相对转角特性的方法。通过仿真计算确定了硅钢片厚度、气隙厚度、永磁体相对安装位置参数、相对转角的起始位置和终止位置、偏心圆弧圆心位置参数和半径尺寸,运用MAGNET软件进行了运动状态下的磁扭矩仿真计算,获得平稳的磁扭矩特性。在此基础上分析了相对转动速度对磁扭矩规律的影响,对硅钢片和气隙进行了切片磁通量和磁力线分布情况研究,得到相对转角为0?,45?和90?时变化的临界位置的磁感应强度分布和磁力线状况,找出了平稳的磁扭矩-相对转角的内在规律。因而创新提出了利用等效面积进行快速设计永磁结构的方案。分析仿真和试验结果后结合毕奥-萨伐尔定理和安培环流定理,研究提出使用BP神经网络将等效面积模型数据与磁扭矩-相对转角特性数据进行映射,得到训练好的网络模型,根据永磁体结构参数快速获取磁扭矩特性,为缩短永磁滑差传动机构的设计时间提供了一种手段。并且使用了遗传算法极值寻优得到优化后的异形永磁体参数。最后,组合使用PLA、铝合金、硅钢片和永磁材料,完成结构设计,并制作了永磁滑差离合器的扭矩试验测试装置,测量磁扭矩-相对转角特性,验证了仿真计算的正确性。通过对临界位置磁场分布情况进行深入研究,得出优化后的系统结构参数。由于本机构具有非接触传动的特点,又具有滑差传动模式和联轴器传动模式,能兼顾汽车高传动效率和较好的换挡舒适性要求,具有可预测的应用研究价值。
秦伟华[8]（2020）在《煤矿用带式输送机巡检机器人设计与研究》文中提出带式输送机广泛应用于煤炭生产的采掘、运输和加工过程,具有运载能力强、工作环境适应性好,能够长距离连续运输,便于自动化控制等优点。但是运行过程中,由于其工作环境恶劣、长时间高负荷运行、负载不均衡等,会发生断裂、纵撕、打滑、跑偏等故障。另外,带式输送机运输巷道中着火事故、爆炸性有毒性气体浓度超标等问题严重威胁着煤矿的安全生产。因此,对带式输送机全面、高效地进行巡检至关重要,为代替传统人工巡检,本文对煤矿用带式输送机巡检机器人进行了设计与研究。以带式输送机及其工作环境为主要巡检对象,在对带式输送机常见故障原因、危害和监测方法分析的基础上,明确了需要监测的故障特征和环境参数,制定带式输送机巡检方案。根据实际情况分析了巡检机器人的工作环境特点,确定设计原则,设计了煤矿井下带式输送机巡检机器人系统总体结构,对巡检工作过程进行了分析。之后重点研究了巡检机器人的机构和各个功能模块。带式输送机巡检机器人的主体机械构架主要由巡检装置本体和巡检移动机构组成。设计了一种钢丝绳牵引式架空循环移动机构,并计算校核其驱动装置和牵引钢丝绳,这种移动机构安装布置简单,对地形等环境因素无较高要求,牵引着机器人本体沿带式输送机运输巷道循环移动。同时提出了无线通讯方案,机器人内置嵌入式无线通讯模块,相邻机器人互为基站,位于带式输送机任意位置处的机器人可将巡检数据经过其他机器人及时向上位机传递。另外,设计了设备电源模块和基于RFID的机器人巡检定位系统。为了采集带式输送机运行中的环境参数,及时发现安全隐患,本文以STM32为主控制器,搭载各种类型检测传感器,经过硬件和软件设计构建巡检机器人数据采集模块。该模块实时采集温湿度、甲烷浓度、烟雾浓度等环境信息,经数据处理后传递至显示屏。基于Visual Studio开发上位机数据接收与显示客户端,可以与单片机建立连接,远程接收采集到的环境信息并反馈给工作人员。在设备电源模块设计中,蓄电池经电压转化后为巡检机器人各功能模块供能。所搭载的蓄电池利用磁耦合谐振式无线电能传输技术进行充电,本文通过无线充电系统结构设计、理论分析和仿真优化,开展巡检机器人无线充电模块研究,提高了电能传输性能。
李范成[9]（2020）在《盘式调速型永磁耦合器磁热模拟及冷却装置分析》文中提出盘式调速型永磁耦合器得益于它软启动、高效环保、调速性能卓越等优点被大量应用于石化、水电、采矿和船舶等行业的风机、水泵和皮带机等多种设备当中。由于衡量盘式调速型永磁耦合器性能优劣的标准之一就是它输出转矩的大小,并且其核心部件永磁体所采用的钕铁硼材料受温度影响极大,当温度过高时永磁体性能会大幅降低甚至彻底失效,因此对盘式调速型永磁耦合器的电磁场、温度场以及冷却装置的研究是至关重要的。本文首先运用Ansoft Maxwell软件对盘式调速型永磁耦合器的电磁场进行了分析。由于影响转矩的因素较多,本文选取了铜盘厚度、气隙大小和永磁体厚度对转矩的影响进行了分析。并得到了铜盘上的涡流分布以及后续温度场分析所需的涡流损耗数据。之后以电磁场分析所得到的涡流损耗作为热源,利用Ansys Workbench软件对盘式调速型永磁耦合器的温度场进行分析。得到了铜盘厚度、气隙大小和永磁体厚度对温度的影响,以及转差转速为45r/min和135r/min条件下铜盘和永磁体的温度分布。由于在135r/min条件下铜盘和永磁体的温度过高,因此选取了直肋式散热器对盘式调速型永磁耦合器进行冷却。利用Fluent软件对散热器的流场进行了分析,得到了流场中的流速分布和用于后续温度场分析的散热器不同结构参数下的流速。最后再次运用Ansys Workbench软件对加装了直肋式散热器的盘式调速型永磁耦合器的温度场进行了分析,得到了散热器的肋片高度、厚度和数目对铜盘和永磁体温度的影响以及加装散热器后的铜盘和永磁体的温度云图。通过对比分析表明,直肋式散热器对本文所研究的盘式调速型永磁耦合器冷却效果明显,有一定的工程参考价值。
张孟博[10]（2020）在《磁化式永磁耦合装置的设计及性能测试》文中研究说明永磁耦合装置是一种依靠磁力传递扭矩的装置,它以永磁磁铁为核心传动部件,拥有无接触传动、软起动性能好、过载保护、环保节能等多种优点,因此被广泛的应用于有传动需求的多种工业场合。本文通过梳理目前永磁耦合装置的研究状况,提出一种磁化式永磁耦合装置,并进行了以下几个方面的研究:首先介绍了磁化式永磁耦合装置的机构特点,其基本结构主要由主、从动轴、空套在轴上的永磁体磁环和磁环移动调速机构等部分构成,组成部件较少,整体结构简单可靠。其次对磁化式永磁耦合装置的特性原理进行分析,主、从动轴之间不需要额外的间隙保持机构,只需要通过调速机构移动磁环,磁化主、从动轴不同区域,影响二者被磁化的强度,达到主、从动轴之间传动磁力矩的改变,从而实现主、从动轴的不同传动状态。然后通过分析该装置所需关键部件永磁体磁环的磁性材料特性,选用磁能积系数较大的铁磁性材料,并依据磁路设计理论和等效磁荷法,计算了装置的磁场,推导了磁力矩方程。基于有限元法分析软件Ansys Maxwell软件搭建磁化式永磁耦合装置的仿真模型,分别对该装置磁场强度、磁通量强度和走向、静态磁路、动态磁路的磁通量分布进行仿真分析,通过实验数据与仿真结果对比,验证了仿真模型的有效性。最后在完成小型样机制造和实验平台搭建的基础上,通过在恒定输出转速、恒定负载扭矩和软启动等工况下的传动扭矩、转速的性能测试,验证了磁化式永磁耦合装置的功能效果。
二、非接触式磁耦合联轴器（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、非接触式磁耦合联轴器（论文提纲范文）
（1）机器人磁齿轮关节电机关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及选题意义 |
| 1.2 磁齿轮技术研究现状 |
| 1.2.1 磁齿轮研究现状 |
| 1.2.2 磁齿轮电机研究现状 |
| 1.3 磁齿轮技术在机器人领域的应用及挑战 |
| 1.3.1 磁齿轮技术在机器人领域的应用前景 |
| 1.3.2 机器人磁齿轮关节电机存在的不足与挑战 |
| 1.4 本论文主要研究内容 |
| 第二章 磁齿轮传动机理 |
| 2.1 CMC(传动比为1) |
| 2.1.1 CMC结构 |
| 2.1.2 CMC工作原理 |
| 2.1.3 CMC数学模型 |
| 2.1.4 CMC样机测试 |
| 2.2 单级CMG |
| 2.2.1 磁场调制原理 |
| 2.2.2 CMG电磁特性 |
| 2.3 多级CMG |
| 2.3.1 二级CMG结构 |
| 2.3.2 二级CMG转矩特性 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 双磁场调制磁齿轮转矩能力增强特性分析 |
| 3.1 DFM-CMG结构 |
| 3.2 DFM-CMG传动机理 |
| 3.2.1 DFM-CMG工作原理 |
| 3.2.2 DFM-CMG转矩传递 |
| 3.3 DFM-CMG电磁特性分析 |
| 3.3.1 内调磁环偏移对DFM-CMG转矩性能的影响 |
| 3.3.2 磁场分析 |
| 3.3.3 DFM-CMG的转矩特性 |
| 3.3.4 内调磁环尺寸对转矩能力的影响 |
| 3.3.5 传动比对转矩能力的影响 |
| 3.4 DFM-CMG实验测试 |
| 3.4.1 DFM-CMG样机制备 |
| 3.4.2 DFM-CMG测试 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 双磁场调制磁齿轮关节电机电磁特性分析 |
| 4.1 定子结构对准直驱电机的影响 |
| 4.1.1 准直驱电机结构及工作原理 |
| 4.1.2 定子磁场调制对准直驱电机齿槽转矩的影响 |
| 4.2 DFM-MGJM结构 |
| 4.2.1 DFM-MGJM中的磁齿轮结构 |
| 4.2.2 DFM-MGJM结构 |
| 4.3 DFM-MGJM电磁特性分析 |
| 4.3.1 DFM-MGJM工作原理 |
| 4.3.2 DFM-MGJM电磁特性 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 二级磁齿轮关节内置电机永磁体用量优化 |
| 5.1 DS-MGJM内置电机结构 |
| 5.2 CP_IPMVM结构 |
| 5.3 CP_IPMVM模型分析 |
| 5.4 极弧系数优化 |
| 5.5 CP_IPMVM和NS_SPMVM电磁性能对比 |
| 5.5.1 磁场分析 |
| 5.5.2 空载反电势 |
| 5.5.3 电感及磁链 |
| 5.5.4 转矩特性 |
| 5.5.5 齿槽转矩 |
| 5.5.6 损耗 |
| 5.6 CP_IPMVM样机测试 |
| 5.6.1 CP_IPMVM反电势测试 |
| 5.6.2 CP_IPMVM转矩测试 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 二级磁齿轮关节电机耦合特性分析 |
| 6.1 DS-MGJM结构及工作原理 |
| 6.1.1 DS-MGJM结构演变 |
| 6.1.2 DS-MGJM工作原理 |
| 6.2 PMVM-CMG耦合分析 |
| 6.2.1 DS-MGJM失效案例 |
| 6.2.2 耦合方式 |
| 6.2.3 隐性磁齿轮 |
| 6.3 隐性磁齿轮对DS-MGJM的影响 |
| 6.3.1 磁场分析 |
| 6.3.2 齿槽转矩 |
| 6.3.3 转矩脉动 |
| 6.4 DS-MGJM结构改进 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 二级磁齿轮关节电机电磁分析及实验验证 |
| 7.1 DS-MGJM结构配置及电磁特性 |
| 7.1.1 结构配置 |
| 7.1.2 共用转子铁芯厚度优化 |
| 7.1.3 DS-MGJM磁场分析 |
| 7.1.4 DS-MGJM齿槽转矩 |
| 7.1.5 DS-MGJM电学参数 |
| 7.2 DS-MGJM实验测试 |
| 7.2.1 DS-MGJM样机 |
| 7.2.2 DS-MGJM空载反电势测试 |
| 7.2.3 DS-MGJM反向驱动测试 |
| 7.3 DS-MGJM无传感控制 |
| 7.3.1 DS-MGJM控制器 |
| 7.3.2 DS-MGJM样机无传感控制测试 |
| 7.4 Halbach_DS-MGJM |
| 7.4.1 Halbach_DS-MGJM结构 |
| 7.4.2 Halbach_DS-MGJM空载反电势 |
| 7.4.3 Halbach_DS-MGJM转矩能力 |
| 7.4.4 Halbach_DS-MGJM齿槽转矩 |
| 7.5 本章小结 |
| 主要结论与展望 |
| 主要结论 |
| 展望 |
| 创新点 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录:作者在攻读博士学位期间发表的论文 |
| 论文 |
| 专利 |
| 负责项目 |
（2）盘式永磁耦合器的性能研究及响应面优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 |
| 1.2 永磁耦合器的研究现状 |
| 1.2.1 永磁耦合器的国外研究现状 |
| 1.2.2 永磁耦合器的国内研究现状 |
| 1.3 盘式永磁耦合器的产品类型介绍 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 第2章 标准型盘式永磁耦合器的理论分析及实验研究 |
| 2.1 解析建模 |
| 2.2 电磁场有限元仿真研究 |
| 2.2.1 仿真的原理及过程 |
| 2.2.2 有限元模型建立 |
| 2.2.3 有限元仿真的结果分析 |
| 2.3 稳态磁热流耦合仿真 |
| 2.3.1 仿真介绍 |
| 2.3.2 建模及参数设置 |
| 2.3.3 仿真结果分析 |
| 2.4 永磁耦合器的实验研究 |
| 2.4.1 实验方案 |
| 2.4.2 关键实验台组件的选配 |
| 2.4.3 机械特性的理论与实验对照 |
| 2.4.4 温度分布的实验与理论对照 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 标准型盘式永磁耦合器基于转矩特性的优化 |
| 3.1 结构参数对转矩的影响分析 |
| 3.1.1 永磁体厚度对转矩的影响 |
| 3.1.2 铜盘厚度对转矩的影响 |
| 3.1.3 铜盘与永磁体间的径向高度比对转矩的影响 |
| 3.1.4 扼铁厚度对转矩的影响 |
| 3.1.5 永磁体极对数对转矩的影响 |
| 3.1.6 永磁体的径向位置对转矩的影响 |
| 3.2 基于田口法的永磁体结构尺寸的贡献率分析 |
| 3.2.1 正交实验表的建立 |
| 3.2.2 正交实验的结果分析 |
| 3.3 响应面优化 |
| 3.3.1 响应面法介绍 |
| 3.3.2 响应面的实验设计 |
| 3.3.3 响应面模型的拟合及评价 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 铜盘开槽型盘式永磁耦合器的优化 |
| 4.1 铜盘开槽型盘式永磁耦合器的提出 |
| 4.2 铜盘开槽参数对平均转矩的影响 |
| 4.2.1 槽的径向中心位置对平均转矩的影响 |
| 4.2.2 槽占空比对平均转矩的影响 |
| 4.2.3 槽的径向长度对平均转矩的影响 |
| 4.2.4 槽数对平均转矩的影响 |
| 4.3 响应面优化 |
| 4.3.1 响应面的实验设计 |
| 4.3.2 响应面模型的拟合及评价 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 Halbach铜盘开槽型盘式永磁耦合器的优化 |
| 5.1 Halbach阵列的提出 |
| 5.2 仿真分析 |
| 5.3 Halbach永磁体阵列参数对转矩的影响 |
| 5.3.1 主极占比对转矩的影响 |
| 5.3.2 辅助极充磁角对转矩的影响 |
| 5.3.3 磁极厚度对转矩的影响 |
| 5.4 Halbach永磁体阵列的响应面优化 |
| 5.4.1 响应面的实验设计 |
| 5.4.2 响应面模型的拟合和评价 |
| 5.5 各结构的转矩特性对比 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及科研成果 |
| 致谢 |
（3）永磁耦合器温度场分析与实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景意义及应用价值 |
| 1.2 国内外研究现状及发展趋势 |
| 1.2.1 永磁耦合器结构设计及优化研究 |
| 1.2.2 永磁耦合器电磁场分析研究 |
| 1.2.3 永磁耦合器温度场分析研究 |
| 1.3 论文研究内容 |
| 2 永磁耦合器涡流损耗计算及分布规律研究 |
| 2.1 永磁耦合器工作原理 |
| 2.2 基于等效磁路法的永磁耦合器涡流损耗计算模型 |
| 2.2.1 等效磁路法基本原理 |
| 2.2.2 永磁耦合器等效磁路模型建立 |
| 2.2.3 影响导体盘涡流损耗的因素分析 |
| 2.3 永磁耦合器电磁场仿真分析 |
| 2.3.1 三维有限元分析模型建立 |
| 2.3.2 磁场分布规律及涡流损耗特性分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 基于双特征平面的永磁耦合器等效热网络模型 |
| 3.1 永磁耦合器温度分析关键问题 |
| 3.1.1 传热基本原理 |
| 3.1.2 热传导基本模型 |
| 3.1.3 气隙等效传热分析 |
| 3.2 基于双特征平面的等效热网络模型分析与计算 |
| 3.2.1 等效热网络法原理 |
| 3.2.2 永磁耦合器周向特征平面传热分析及热阻计算 |
| 3.2.3 永磁耦合器径向特征平面传热分析及热阻计算 |
| 3.2.4 热平衡方程 |
| 3.2.5 基于磁热耦合的温度迭代计算 |
| 3.3 永磁耦合器温度场仿真分析 |
| 3.3.1 三维有限元分析模型建立 |
| 3.3.2 稳态温度分布特性 |
| 3.4 有限元法与等效热网络法对比 |
| 3.5 影响永磁耦合器温度分布的因素分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 永磁耦合器温度综合验证实验 |
| 4.1 45KW永磁耦合器实验平台搭建 |
| 4.2 永磁耦合器传动性能实验 |
| 4.2.1 输出特性测量实验 |
| 4.2.2 涡流损耗解析模型验证与误差分析 |
| 4.3 永磁耦合器局部温度测量实验 |
| 4.3.1 基于红外热像仪的稳态温度测量 |
| 4.3.2 基于等效热网络的温度模型验证与误差分析 |
| 4.4 温升对永磁耦合器传动性能的影响分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（4）汽轮发电机组扭振故障分析及在线监测的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 轴系扭振系统特性的研究现状 |
| 1.2.2 汽轮发电机组扭振响应分析及安全性评价的研究现状 |
| 1.2.3 振动测量原理及方法的研究与应用现状 |
| 1.2.4 汽轮发电机组扭振在线监测装置的研究及应用现状 |
| 1.3 本文主要研究内容与技术路线 |
| 第2章 轴系振动系统建模及固有特性分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 叶盘振动系统固有特性分析 |
| 2.2.1 叶盘振动系统模型 |
| 2.2.2 叶盘振动系统固有特性分析 |
| 2.2.3 叶盘结构的刚性盘等效方法 |
| 2.3 轴-盘-支承振动系统特性分析 |
| 2.3.1 轴-盘-支承系统的基本单元模型 |
| 2.3.2 轴-盘-支承系统的有限元模型及固有特性分析 |
| 2.3.3 基于旋转向量的轴系振动分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 汽轮机组轴系扭振响应及安全性分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 汽轮发电机组轴系的扭振响应分析 |
| 3.2.1 轴系扭振响应分析方法 |
| 3.2.2 蒸汽和电磁力矩计算 |
| 3.3 汽轮发电机组轴系扭振安全性分析 |
| 3.3.1 危险截面的确定 |
| 3.3.2 轴系典型结构在扭振作用下的应力分析 |
| 3.3.3 转轴扭转疲劳损伤评价 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 增量编码器在扭振在线监测中的研究与应用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 广义增量编码器瞬时角速度计算的扭振测量 |
| 4.2.1 广义增量编码器模型及瞬时角速度计算方法 |
| 4.2.2 扭振信号提取方法的适用条件 |
| 4.2.3 扭振信号在线提取流程与仿真分析 |
| 4.3 等周期高差测距型增量编码器的弯扭振动测量 |
| 4.3.1 等周期高差测距型增量编码器模型 |
| 4.3.2 瞬时角速度对弯振频率的调制许用条件 |
| 4.3.3 弯扭振动提取流程及仿真分析 |
| 4.4 弯扭振动测量的试验验证 |
| 4.4.1 增量编码器瞬时角速度计算的扭振测量实验 |
| 4.4.2 等周期高差测距型增量编码器弯扭振动测量实验 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 扭振在线监测装置的开发与应用 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 扭振在线监测装置的工程设计与开发 |
| 5.2.1 总体构架设计 |
| 5.2.2 功能设计与技术开发 |
| 5.2.3 硬件平台的工程设计 |
| 5.2.4 软件与数据平台的工程设计 |
| 5.3 扭振在线监测装置功能测试及应用 |
| 5.3.1 性能测试与功能验证 |
| 5.3.2 工程应用 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 论文工作总结 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 攻读博士学位期间参加的科研工作 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（5）基于热-流-磁耦合的永磁同步电机温度场分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 2 永磁电机的多物理场建模 |
| 2.1 多物理场理论分析 |
| 2.2 基于Maxwell的电磁分析模型 |
| 2.3 基于Fluent的流场和温度场模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 永磁电机损耗分析 |
| 3.1 电磁损耗 |
| 3.2 机械损耗 |
| 3.3 损耗分离方法 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 永磁电机热-流-磁耦合仿真分析 |
| 4.1 与温度相关材料物性参数 |
| 4.2 流场仿真 |
| 4.3 Maxwell与Fluent双向耦合关系建立 |
| 4.4 三物理场耦合模型仿真 |
| 4.5 永磁体温度估计 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 实验验证 |
| 5.1 绕组温度测量 |
| 5.2 永磁体温度测量与估计 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 致谢 |
| 学位论文数据集 |
（6）径向磁通永磁涡流联轴器特性分析与改进（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究的背景和意义 |
| 1.2 永磁涡流联轴器的传动原理 |
| 1.3 永磁涡流联轴器的研究进展 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 径向磁通永磁涡流联轴器的解析模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基于分离变量法的径向磁通永磁涡流联轴器解析模型 |
| 2.2.1 模型建立的理论基础 |
| 2.2.2 模型建立 |
| 2.3 基于等效磁路法的径向磁通永磁涡流联轴器解析模型 |
| 2.3.1 等效磁路法基本概念 |
| 2.3.2 模型简化及约束条件 |
| 2.3.3 模型分析及导体筒和气隙磁场建模 |
| 2.3.4 导体筒内感生涡流及传递转矩计算 |
| 2.3.5 联轴器转矩计算模型验证 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 径向磁通永磁涡流联轴器转矩特性分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 结构参数对联轴器磁场及转矩特性影响 |
| 3.2.1 有限元模型的建立 |
| 3.2.2 联轴器结构参数化分析 |
| 3.3 动态参数对联轴器转矩特性影响 |
| 3.3.1 转差和啮合长度对联轴器转矩特性影响 |
| 3.3.2 内外转子平行不对中对联轴器转矩特性的影响 |
| 3.4 典型永磁体阵列的磁场性能分析 |
| 3.4.1 模型建立 |
| 3.4.2 静磁场计算前处理 |
| 3.4.3 有限元计算结果 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 径向磁通永磁涡流联轴器应用特性分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 径向磁通永磁涡流联轴器工作特性分析 |
| 4.2.1 节能特性 |
| 4.2.2 传动特性 |
| 4.2.3 起动特性 |
| 4.2.4 负载特性 |
| 4.2.5 负载转矩波动响应特性 |
| 4.3 径向磁通永磁涡流联轴器功耗和热特性分析 |
| 4.3.1 基于能量平衡法分析联轴器功耗特性 |
| 4.3.2 基于有限元法分析联轴器功耗和热场特性 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 径向磁通永磁涡流联轴器的改进 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 永磁体Halbach排列改进 |
| 5.2.1 12 极非等长2 段式Halbach排列静态磁场分析 |
| 5.2.2 不同极数非等长2 段式Halbach排列静态磁场分析 |
| 5.2.3 非等长2 段式Halbach排列动态磁场分析 |
| 5.3 导体筒开槽 |
| 5.3.1 导体筒开槽后磁场性能分析 |
| 5.3.2 导体筒开槽后涡流场分析 |
| 5.3.3 导体筒开槽后转矩分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（7）永磁滑差离合器的研究与优化（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究的目的和意义 |
| 1.2 车用变速器和永磁传动的国内外研究现状 |
| 1.2.1 针对关于换挡品质的国内外研究现状 |
| 1.2.1.1 DSG关于换挡品质的研究 |
| 1.2.1.2 AT关于换挡品质的研究 |
| 1.2.1.3 AMT和 EMT关于换挡品质的研究 |
| 1.2.1.4 发动机控制对换挡品质的影响 |
| 1.2.2 永磁传动的国内外研究现状 |
| 1.2.2.1 强磁材料的国内外研究现状 |
| 1.2.2.2 永磁场计算方法的国内外研究现状 |
| 1.2.2.3 永磁齿轮的国内外研究现状 |
| 1.2.2.4 永磁联轴器的国内外研究现状 |
| 1.2.2.5 永磁涡流耦合器的国内外研究现状 |
| 1.3 主要研究内容和方法 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 研究方法 |
| 1.4 技术路线 |
| 1.5 论文组织结构 |
| 1.6 本章小结 |
| 第二章 大间隙排列永磁体的永磁滑差离合器传动扭矩规律研究 |
| 2.1 扇形永磁体稀疏排列方案 |
| 2.1.1 永磁联轴器工况 |
| 2.1.2 永磁滑差传动工况 |
| 2.1.3 机构设计计算 |
| 2.1.3.1 磁铁对数目的研究 |
| 2.1.3.2 磁扭矩计算 |
| 2.1.3.3 扭矩的平顺研究 |
| 2.2 扇形永磁体叠加方案 |
| 2.2.1 磁力矩计算模型的建立 |
| 2.2.2 计算结果分析 |
| 2.2.3 永磁滑差控制传动机构设计 |
| 2.2.4 控制系统设计 |
| 2.2.4.1 系统结构设计 |
| 2.2.4.2 力学性能分析 |
| 2.2.4.3 计算实例 |
| 2.3 具有偏心圆弧结构的异形永磁体方案 |
| 2.3.1 建立扇形永磁体的永磁滑差离合器计算模型 |
| 2.3.2 获得异形永磁体方案 |
| 2.4 永磁体相互作用临界位置的研究 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 永磁滑差离合器磁扭矩仿真计算 |
| 3.1 参数化仿真模型的设计 |
| 3.1.1 永磁体间最小气隙的确定 |
| 3.1.2 永磁体硅钢片厚度的确定 |
| 3.1.3 气隙和硅钢片表面的磁通密度的分布情况 |
| 3.2 永磁滑差离合器的仿真模型的设置 |
| 3.2.1 运动部分驱动方式和驱动速度的设置 |
| 3.2.2 三维磁场仿真选项设置 |
| 3.2.3 三维网格模型的生成局部网格调整 |
| 3.2.4 材料选择及特性 |
| 3.3 永磁滑差离合器平稳磁扭矩-相对转角特性的规律研究 |
| 3.3.1 沿分割线截面变化规律的研究 |
| 3.3.2 两种位置的偏心圆弧对磁扭矩的影响 |
| 3.3.3 两端重叠部分的讨论 |
| 3.4 边界条件设置和仿真结果 |
| 3.5 磁扭矩-相对转角特性的评价指标的研究 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 永磁滑差离合器的永磁扭矩测量试验及分析 |
| 4.1 试验方案设计 |
| 4.1.1 试验目的与试验方法 |
| 4.1.2 永磁体支架盘设计 |
| 4.1.3 永磁体制作 |
| 4.1.4 磁扭矩测试 |
| 4.1.5 磁扭矩结果 |
| 4.2 试验结果分析 |
| 4.2.1 单侧磁力问题 |
| 4.2.2 气隙和硅钢片中的磁场分布情况 |
| 4.2.3 退磁性能 |
| 4.3 临界位置和关键位置的磁通密度分布分析 |
| 4.4 不同相对转速下的磁扭矩规律 |
| 4.5 使用等效面积法仿真计算磁扭矩规律 |
| 4.6 异形永磁体参数的遗传算法极值寻优 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 攻读博士学位期间的主要学术成果 |
| 参考文献 |
| 附录一 MATLAB计算程序代码 |
（8）煤矿用带式输送机巡检机器人设计与研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究动态 |
| 1.2.1 工业巡检机器人研究动态 |
| 1.2.2 带式输送机监测系统与技术研究现状 |
| 1.3 课题主要研究内容 |
| 第二章 带式输送机常见故障分析及巡检方案设计 |
| 2.1 带式输送机基本原理简介 |
| 2.1.1 带式输送机总体结构 |
| 2.1.2 带式输送机工作原理 |
| 2.2 带式输送机常见故障分析与监测方法 |
| 2.2.1 输送带典型故障分析 |
| 2.2.2 驱动装置运行异常分析 |
| 2.2.3 托辊与机架故障分析 |
| 2.2.4 着火安全隐患分析 |
| 2.3 带式输送机巡检方案设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 煤矿用带式输送机巡检机器人系统研究 |
| 3.1 巡检机器人系统总体结构与功能 |
| 3.1.1 工作环境 |
| 3.1.2 设计原则 |
| 3.1.3 系统总体结构 |
| 3.1.4 系统功能与特点 |
| 3.2 带式输送机巡检机器人机构设计 |
| 3.2.1 机构性能要求 |
| 3.2.2 巡检装置本体设计 |
| 3.2.3 巡检机器人移动机构设计 |
| 3.3 带式输送机巡检机器人通讯系统设计 |
| 3.3.1 通讯方案设计 |
| 3.3.2 无线通讯模块开发 |
| 3.4 巡检机器人供能与定位系统研究 |
| 3.4.1 设备电源模块的设计 |
| 3.4.2 巡检机器人本体的充电方式 |
| 3.4.3 基于RFID的巡检定位系统 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 数据采集模块的构建与测试 |
| 4.1 硬件系统开发 |
| 4.1.1 硬件开发环境 |
| 4.1.2 系统硬件设计 |
| 4.2 数据监测与显示软件设计 |
| 4.2.1 软件开发环境 |
| 4.2.2 系统程序设计 |
| 4.3 数据采集模块功能测试 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 无线充电模块的设计与优化 |
| 5.1 巡检机器人充电系统设计 |
| 5.1.1 充电系统结构 |
| 5.1.2 主要电路设计与研究 |
| 5.2 充电装置谐振耦合单元设计及理论分析 |
| 5.2.1 谐振耦合单元传输结构设计 |
| 5.2.2 谐振补偿电路拓扑结构设计 |
| 5.2.3 理论分析 |
| 5.3 无线充电装置的建模与仿真 |
| 5.3.1 无线充电装置耦合线圈设计 |
| 5.3.2 无线电能传输系统仿真模型搭建 |
| 5.3.3 无线充电装置仿真优化研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（9）盘式调速型永磁耦合器磁热模拟及冷却装置分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景和意义 |
| 1.2 永磁传动技术研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 永磁耦合器的应用 |
| 1.4 本研究课题主要内容 |
| 2 永磁耦合器分类及理论基础 |
| 2.1 永磁耦合器分类 |
| 2.1.1 标准型永磁耦合器 |
| 2.1.2 延迟型永磁耦合器 |
| 2.1.3 限矩型永磁耦合器 |
| 2.1.4 调速型永磁耦合器 |
| 2.2 永磁材料 |
| 2.2.1 永磁材料的发展 |
| 2.2.2 永磁材料磁性特点 |
| 2.2.3 永磁材料的选择 |
| 2.3 永磁耦合器的理论分析 |
| 2.3.1 简化磁路分析 |
| 2.3.2 涡流损耗的理论计算 |
| 2.3.3 转矩计算 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 盘式调速型永磁耦合器电磁场分析 |
| 3.1 磁场的分析方法 |
| 3.1.1 图解法 |
| 3.1.2 解析法 |
| 3.1.3 实验法 |
| 3.1.4 磁路法 |
| 3.1.5 数值计算法 |
| 3.2 电磁场分析基本理论 |
| 3.2.1 麦克斯韦方程组 |
| 3.2.2 瞬态磁场计算原理 |
| 3.3 Ansoft电磁分析软件介绍 |
| 3.4 电磁场仿真分析的主要步骤 |
| 3.4.1 创建项目和选择求解器 |
| 3.4.2 建立模型 |
| 3.4.3 设定材料和激励 |
| 3.4.4 设置边界条件和运动部件 |
| 3.4.5 网格剖分 |
| 3.4.6 进行求解设置 |
| 3.5 电磁场模拟结果分析 |
| 3.5.1 转矩变化趋势分析 |
| 3.5.2 瞬态磁场云图分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 盘式调速型永磁耦合器温度场分析 |
| 4.1 热分析方法 |
| 4.1.1 简化公式法 |
| 4.1.2 等效热路法 |
| 4.1.3 数值解法 |
| 4.2 温度场分析基本理论 |
| 4.2.1 热传递的基本方式 |
| 4.2.2 导热微分方程 |
| 4.2.3 边界条件 |
| 4.3 Ansys Workbench软件介绍 |
| 4.4 温度场仿真分析前处理和主要步骤 |
| 4.4.1 热源的确定 |
| 4.4.2 导热系数 |
| 4.4.3 散热系数 |
| 4.4.4 温度场分析的主要步骤 |
| 4.5 温度场模拟结果 |
| 4.5.1 温度变化趋势 |
| 4.5.2 温度场云图 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 盘式调速型永磁耦合器冷却装置设计 |
| 5.1 冷却形式介绍 |
| 5.2 计算流体力学和Fluent软件 |
| 5.2.1 计算流体力学简介 |
| 5.2.2 Fluent简介 |
| 5.3 流场分析基本理论 |
| 5.3.1 流动控制方程 |
| 5.3.2 湍流模型 |
| 5.4 流场分析的主要步骤 |
| 5.4.1 建立模型 |
| 5.4.2 网格划分 |
| 5.4.3 Fluent部分设置 |
| 5.5 模拟结果分析 |
| 5.5.1 流场模拟结果 |
| 5.5.2 温度场模拟结果 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 符号说明 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录 |
| 硕士学位论文缴送登记表 |
（10）磁化式永磁耦合装置的设计及性能测试（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景和意义 |
| 1.2 课题国内外研究现状 |
| 1.2.1 永磁耦合装置研究现状 |
| 1.2.2 永磁耦合装置的应用 |
| 1.3 磁化式永磁耦合装置 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 磁化式永磁耦合装置的理论基础和结构原理 |
| 2.1 磁性材料与磁化效应 |
| 2.2 永磁耦合装置的基本特性 |
| 2.2.1 永磁耦合装置的结构特性 |
| 2.2.2 永磁耦合装置功能特性 |
| 2.3 磁化式永磁耦合装置特点优势 |
| 2.4 数学模型建立 |
| 2.4.1 麦克斯韦方程组 |
| 2.4.2 磁场分析理论 |
| 2.5 磁力矩分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 磁化式永磁耦合装置模型建立和仿真分析 |
| 3.1 磁场仿真原理与方法简介 |
| 3.1.1 磁场的有限元法 |
| 3.1.2 Ansys Maxwell软件 |
| 3.2 仿真模型建立 |
| 3.3 磁路仿真分析 |
| 3.3.1 静态磁路 |
| 3.3.2 动态磁路 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 磁化式永磁耦合装置的测试台架搭建及性能测试 |
| 4.1 实验台架与设备 |
| 4.1.1 台架结构设计 |
| 4.1.2 电气系统设计 |
| 4.2 传动特性试验 |
| 4.2.1 软启动特性 |
| 4.2.2 转矩调节特性 |
| 4.2.3 转速调节特性 |
| 4.3 关键参数分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
四、非接触式磁耦合联轴器（论文参考文献）
- [1]机器人磁齿轮关节电机关键技术研究[D]. 张进. 江南大学, 2021(01)
- [2]盘式永磁耦合器的性能研究及响应面优化[D]. 夏峥嵘. 吉林大学, 2021(01)
- [3]永磁耦合器温度场分析与实验研究[D]. 刘思彤. 大连理工大学, 2021
- [4]汽轮发电机组扭振故障分析及在线监测的研究[D]. 张玉皓. 华北电力大学(北京), 2021(01)
- [5]基于热-流-磁耦合的永磁同步电机温度场分析[D]. 公晓彬. 山东科技大学, 2020(06)
- [6]径向磁通永磁涡流联轴器特性分析与改进[D]. 蔡新国. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [7]永磁滑差离合器的研究与优化[D]. 邹政耀. 南京林业大学, 2020(01)
- [8]煤矿用带式输送机巡检机器人设计与研究[D]. 秦伟华. 太原理工大学, 2020(07)
- [9]盘式调速型永磁耦合器磁热模拟及冷却装置分析[D]. 李范成. 辽宁石油化工大学, 2020(04)
- [10]磁化式永磁耦合装置的设计及性能测试[D]. 张孟博. 河北工程大学, 2020(07)