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关键词： 快速真空断路器   电磁斥力机构   非直动式快速开关   传动比   缓冲   脉冲关合技术  

摘要： 断路器是电力系统中最重要的保护和控制设备,随着电力工业的持续发展,电力系统对断路器的动作速度提出了更高的要求。基于电磁斥力机构的快速真空断路器,在故障限流、直流开断、电压暂降抑制等领域有着广阔的应用前景。本文在分析真空开关负载特性及操动机构出力特性的基础上,设计了基于永磁机构合闸、电磁斥力机构分闸的永磁斥力机构(Permanent Magnet Electromagnetic Repulsion Mechanism,PMERM),建立了基于PMERM的快速真空断路器模型,并分别对分合闸过程进行了运动学和动力学分析。利用有限元分析软件Ansys Maxwell建立了电磁斥力机构的仿真模型,引入多目标优化理论对电磁斥力机构进行优化设计,以电磁斥力机构3ms位移最大和整体效率最高为优化目标,在计及结构参数改变对机构运动部分质量影响的情况下,采用单一变量法对电磁斥力机构进行优化设计。通过仿真研究了电磁斥力机构自身参数、外电路参数、负载特性对其动态特性的影响,并对比了线圈-金属盘型电磁斥力机构与双线圈型电磁斥力机构动态特性的差异。建立了非直动式快速真空断路器模型,在对其进行运动学和动力学分析的基础上,研究了传动比对其动态特性的影响,推导出了最优传动比的计算公式。在只考虑分闸性能的情况下,给出了选择非直动式还是直动式传动方式的判断依据。利用Ansys Simplorer软件建立了非直动式快速真空断路器的仿真模型,仿真分析了传动比变化对分闸动态特性的影响,搭建了非直动式快速真空断路器试验平台,通过试验验证了理论推导和仿真分析的正确性。针对基于PMERM的快速真空断路器的分闸反弹问题,首次提出了一种在分闸过程中短接合闸线圈的分闸缓冲方法,利用Ansys Simplorer软件建立了分闸缓冲仿真模型,对缓冲特性进行仿真分析。最后通过样机试验验证了该缓冲方法的有效性。该方法不需要在操动机构及开关本体附加新的零件或装置,为分闸缓冲提供了一种新的解决方案。设计了基于PMERM的脉冲关合开关,在Ansys Simplorer中建立了脉冲关合开关的仿真模型,对脉冲关合动态过程进行仿真分析。制作了 27.5kV脉冲关合开关样机并进行了机械和电气性能测试,试验结果表明在脉冲关合过程中,动静触头闭合时间小于6ms,能够满足脉冲关合技术需求。以脉冲关合开关为核心,构建了基于脉冲关合技术和行波测距技术相结合的新型接触网故障定位系统,并通过了现场试验。

关键词： 轴承   锥齿轮   非线性动力学  

摘要： 轴承-锥齿轮传动转子系统广泛应用于动力、机械、车辆、航空航天等相关领域.本文考虑了轴承力、齿侧间隙、静态传动误差等非线性因素后建立了具有七自由度的轴承锥齿轮非线性动力学模型,希望能为相关领域的非线性动力学研究分析起到铺垫作用.

关键词： 线控转向系统   理想传动比   改进自适应遗传算法   模糊自适应PID   综合反馈控制   操纵稳定性  

摘要： 作为汽车的重要组成部分,转向系统性能的好坏是影响汽车操纵稳定性和安全性的关键因素,愈发成为人们关注和研究的重点。线控转向系统是一种全新概念的先进转向系统,它取消了方向盘总成与转向执行总成之间的机械部分,突破了传统转向系统机械设计的制约,可以自由设计传动比。在汽车转向时,线控转向系统可以根据转向指令和传感器反馈的汽车状态参数,通过控制中心的主控制器主动调整汽车的响应状态,极大地改善了汽车的操纵稳定性。本文主要对线控转向系统理想传动比的设计和前轮转角主动控制策略进行了研究。本文首先分析了线控转向系统的研究意义,介绍了国内外研究概况,接着阐述了线控转向系统的工作原理,对其关键技术和性能特点进行了研究,确定其中的主动转向控制技术为本文的研究方向和主要内容;根据线控转向系统的结构组成,建立了线控转向系统整车模型和作为对照标准的理想二自由度汽车模型。其次,通过分析传统转向系统的转向特性,得出理想传动比设计的要求;对比两种常见的定增益设计方案,选择了基于稳态横摆角速度增益不变的传动比控制策略,并利用改进自适应遗传算法优化了稳态横摆角速度增益的选择,得出不同车速下的最佳增益值;针对基于定增益设计的理想传动比存在的不足,采用模糊控制对其高速段传动比的变化规律进行优化,最终两种控制策略联合确定了理想传动比。在稳态理想传动比设计的基础上,提出了前轮转角前馈补偿和综合反馈控制策略。以中性转向为理想状态对前轮转角进行了前馈补偿,选择横摆角速度和侧向加速度作为反馈控制的变量;设计了基于模糊自适应PID的横摆角速度反馈控制和基于经典PID的侧向加速度反馈控制,两者通过加权的方式相结合,组成综合反馈控制策略,提高汽车转向时的操纵稳定性。最后利用Carsim和Matlab/Simulink联合建立的线控转向系统整车模型,选取典型工况,在不同的试验条件下对本文中的控制策略进行仿真验证。仿真结果表明,本文设计的理想传动比控制策略和综合反馈控制策略,在不同行驶条件下对汽车转向时的运动状态都有很好地控制效果,提高了汽车的操纵稳定性,减轻了驾驶员的操纵负担。

关键词： 振动与波   小波变换   缺齿   齿轮   故障诊断  

摘要： 针对缺齿故障的多级传动齿轮箱,由于幅值及相位调制现象带来的诊断问题,利用小波分析和包络谱分析,对直齿圆柱齿轮故障信号进行降噪和功率谱分析,准确的找到故障特征信号,诊断齿轮箱的故障。结果表明小波变换能够较好的诊断缺齿故障。

关键词： 高强度   大传动比   交错轴   线齿轮  

摘要： 针对线齿轮在传统机械传动领域应用中存在线齿强度与刚度不足的问题,结合了线齿轮空间曲线啮合的特点,设计出能够运用于传统机械的高强度、大传动比的交错轴线齿轮传动机构。实验结果表明:采用3D打印设备获得的高强度结构线齿轮具有很高的形状精度和尺寸精度,能够实现连续稳定地啮合传动。

关键词： 煤矿   阀门   防爆   电动调节装置   传动比  

摘要： 国内电动调节阀普遍存在控制精度低、安全性差,难于现场标定和维修等问题。根据存在的问题并结合煤矿瓦斯具有易燃易爆、腐蚀性强等特点,研究设计一款操作方便、结构简单、功能齐全和便于集中控制的阀门电动调节装置,最终实现电动调节阀门的开度调节控制功能,满足煤矿现场生产的需要。

关键词： 油气   勘探   钻机   绞车   减速箱   传动比  

摘要： 出于安全生产考虑,应用于油气勘探的钻机绞车通常采用液压驱动,为了保证绞车不占用过大平台面积,设计各个零部件时需要满足小型化要求。本文对绞车减速箱的设计进行了研究,首先对油气勘探使用的钻机绞车的传动比进行了计算,之后对齿轮齿面的接触强度和齿根的弯曲强度角度进行了计算并进行校核,通过计算得出了绞车减速箱大小齿轮齿数、螺旋角及模数等具体参数的取值,为探矿机械的设计提供了参考。

关键词： 主减速器   优化   变量   传动比  

摘要： 文章对矿用自卸车驱动桥主减速器进行优化设计,以主减速器最小体积作为优化目标,完成了矿用自卸车驱动桥主减速器优化的数学建模、过程集成和优化求解,为汽车驱动桥的优化设计提供了一种可行的研究手段。

关键词： 减速器   差速器   行星齿轮传动   大传动比   少齿差减速器  

摘要： 针对一些高新领域对大传动比减速器的特殊要求及现有大传动比减速器所存在的各种缺陷,提出了一种由8个圆锥齿轮构成的减速器结构设计方案,并通过理论计算、电脑仿真等方法验证该方案的可行性。从提高减速器的传动比、降低整机尺寸的角度出发,利用差速器的二自由度特性,结合少齿差减速理论,通过串联两级差速器得到一种大传动比减速器,再利用ADAMS软件进行建模与虚拟样机分析,得出新减速器的传动特性,并证明其传动原理的正确性。最后,通过与现有的大传动比减速器进行比较,分析新减速器设计方案的目的和意义。结果表明,新减速器既能获得较大的传动比,又能保持体积小、质量轻、功率密度大的特点,更重要的是它能够克服现有新型减速器由于结构原因所固有的缺陷。

关键词： 周转轮系   转化轮系   传动比   瞬心   矢量方程  

摘要： 文中针对周转轮系传动比的求解,应用瞬心和矢量方程法推导了计算周转轮系传动比的新公式,并进而推导出了转化机构法计算周转轮系传动比的公式,说明两者具有异曲同工之处,公式的推导有助于学生加深理解周转轮系的传动比的计算。