运动系统中的电涡流分析与应用

摘要

随着国家工业化的发展，机电系统的设计与研究也越来越多，许多机电系统中大量存在永磁体或线圈及导电不导磁金属块结构，运动过程中产生的电涡流效应越来越成为系统设计研究中需要考量的因素，产生电涡流效应的两作用物体非接触的特点，使得电涡流效应在应用和避免场合都有其独特性，因而运动系统中电涡流的研究越来越得到重视。本文主要基于导体与磁源相互运动产生电涡流情形，研究分析运动系统中导体的电涡流分布及作用力/力矩计算，建立电涡流的相关模型，并将模型应用于实际案例中。
　　通过运动速度矢量分解，以磁源极化方向为z轴，将沿任意方向运动的电涡流模型分解为法向运动电涡流模型和平面运动电涡流模型，通过法拉第电磁感应定律和楞次定律分析两类模型中电涡流的分布情况，通过磁场力方程和矢量磁位函数方程建立两类模型的电涡流密度及作用力表达式，分析了两类方程的内在联系，得到了磁场力方程的适用范围，确定了矢量磁位函数方程的通用性。借助DMC模型，建立两类电涡流模型的数值计算方法，沿任意方向运动的电涡流模型均可由这两类模型算法矢量合成得到，并与商用软件COMSOL的仿真结果作比对。
　　在此基础上，设计悬臂梁弯曲振动实验和旋转圆盘实验，从实验的角度验证上述建立的两类模型的准确性。最后，将验证过的电涡流模型推广应用于解决直驱主轴电机双面车项目中实际遇到的问题，进行直驱主轴电机运转中的反作用力矩的计算分析及圆盘类零件轴向振动的抑振装置的方案设计。

目录

声明

符号对照表

1绪论

1.1课题研究的背景与意义

1.2国内外研究现状

1.3本文的主要研究内容

2电涡流模型分析

2.1电涡流模型

2.2 法向运动电涡流模型

2.3 平面运动电涡流模型

2.4 本章小结

3 电涡流模型的仿真验证

3.1 DMC计算方法

3.2 法向运动电涡流模型仿真验证

3.3平面运动电涡流模型仿真验证

3.4 本章小结

4电涡流模型实验验证

4.1悬臂梁弯曲振动实验

4.2旋转圆盘实验

4.3本章小结

5基于电涡流模型的应用分析

5.1电机运转中的反作用力矩的计算分析

5.2圆盘类零件轴向振动的抑振装置的方案设计

5.3本章小结

6总结与展望

6.1全文总结

6.2课题展望

致谢

参考文献