本文關(guān)鍵詞：超聲輔助加工非接觸式電能傳輸系統(tǒng)仿真分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《大連理工大學(xué)》 2013年

超聲輔助加工非接觸式電能傳輸系統(tǒng)仿真分析

黃浩  

【摘要】：超聲輔助加工技術(shù)亦稱作旋轉(zhuǎn)超聲加工技術(shù),是利用傳統(tǒng)加工與高頻超聲振動復(fù)合形成的新的加工技術(shù)。和傳統(tǒng)的切削、磨削加工方法相比,超聲輔助切削、磨削加工具有刀具磨損小、切削力小、加工表面損傷層小等優(yōu)勢,被廣泛應(yīng)用于加工硬脆材料、復(fù)合材料等難加工材料。超聲輔助加工中換能器隨加工工具一起高速轉(zhuǎn)動,如何將高頻超聲電信號傳輸?shù)礁咚傩D(zhuǎn)的超聲振動單元的換能器上是實(shí)現(xiàn)超聲輔助加工的一個(gè)前提和難點(diǎn)。傳統(tǒng)的超聲輔助加工通過碳刷和導(dǎo)電滑環(huán)的摩擦接觸傳輸能量為換能器供電,具有碳刷磨損快、發(fā)熱量大、導(dǎo)線裸露、容易積炭打火、刀具轉(zhuǎn)速不能過高、無法實(shí)現(xiàn)自動換刀等問題。 針對現(xiàn)有超聲輔助加工中的電能傳輸方式的缺點(diǎn),提出了基于電磁耦合理論的超聲輔助振動系統(tǒng)的非接觸式電能傳輸技術(shù)方案。非接觸電能傳輸可以克服接觸式電能傳輸?shù)牟蛔?使超聲輔助加工更加安全、穩(wěn)定、可靠。非接觸電能傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜,由于非接觸式變壓器內(nèi)存在漏磁,傳輸效率較低。目前國內(nèi)尚未開發(fā)出成熟的系列化非接觸式超聲電能傳輸技術(shù)和系統(tǒng)。本文針對基于電磁耦合理論的非接觸式電能傳輸技術(shù)存在的問題,建立非接觸傳輸系統(tǒng)的有限元模型,系統(tǒng)研究了非接觸傳輸裝置的電磁場分布規(guī)律,分析了影響傳輸效率的因素和規(guī)律。主要研究內(nèi)容如下： (1)針對超聲輔助加工的應(yīng)用現(xiàn)狀以及加工特點(diǎn),分析了超聲輔助加工對超聲電能傳輸技術(shù)的需求,揭示了傳統(tǒng)的超聲輔助加工接觸式電能傳輸方式的缺點(diǎn),提出用基于電磁感應(yīng)原理的非接觸式電能傳輸技術(shù)替代傳統(tǒng)接觸式電能傳輸方式。 (2)對非接觸式超聲電能傳輸系統(tǒng)進(jìn)行了理論分析,介紹了非接觸式變壓器的互感等效模型以及超聲振動單元的等效電路模型。分析了制約非接觸式超聲電能傳輸系統(tǒng)性能的因素,為后續(xù)仿真分析提供依據(jù)。為使傳輸性能最佳,利用互感等效模型和超聲振動單元的等效電路為基礎(chǔ)分析系統(tǒng)的補(bǔ)償電路。共列舉了八種原、副邊補(bǔ)償形式,分別計(jì)算出不同補(bǔ)償電路下的原、副邊阻抗。 (3)建立了非接觸式超聲電能傳輸系統(tǒng)的有限元模型,對非接觸式傳輸系統(tǒng)的電磁特性和傳輸性能進(jìn)行有限元分析。主要分析了非接觸式變壓器的磁芯截面積、磁芯間隙、磁芯軸線偏移以及磁芯軸線偏擺對系統(tǒng)最大磁通密度、耦合系數(shù)和傳輸效率的影響規(guī)律。根據(jù)理論分析結(jié)果對非接觸式變壓器的外形尺寸和安裝尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化,在保證傳輸性能的前提下盡量優(yōu)化非接觸式超聲電能傳輸系統(tǒng)的各參數(shù)。 (4)研制了用于超聲輔助加工的非接觸式超聲電能傳輸系統(tǒng),建立了非接觸式超聲電能傳輸試驗(yàn)平臺,對有限元仿真分析的磁芯截面積、磁芯間隙、磁芯軸線偏移和磁芯軸線偏擺如何影響非接觸式超聲電能傳輸系統(tǒng)性能進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。試驗(yàn)結(jié)果與有限元仿真分析結(jié)果趨勢一致,誤差較小,驗(yàn)證了仿真分析的正確性和有效性。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TM724;TG663
【目錄】：

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中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李澤松;基于電磁感應(yīng)原理的水下非接觸式電能傳輸技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2010年

2 倪昊;非接觸式IC卡天線的集成化研究及芯片設(shè)計(jì)[D];中國科學(xué)院研究生院（上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所）;2003年

3 孔垂輝;青少年非接觸式體型二維測量與評價(jià)系統(tǒng)的研究[D];北京體育大學(xué);2013年

4 張玉貴;煙氣輪機(jī)葉片振動的非接觸式在線監(jiān)測關(guān)鍵技術(shù)研究[D];天津大學(xué);2008年

5 于江林;滾動軸承故障的非接觸聲學(xué)檢測信號特性及重構(gòu)技術(shù)研究[D];大慶石油學(xué)院;2009年

6 陸建鋼;高分辨率顯示特性的分析與測量研究[D];浙江大學(xué);2003年

7 周雯琪;感應(yīng)耦合電能傳輸系統(tǒng)的特性與設(shè)計(jì)研究[D];浙江大學(xué);2008年

8 王明宇;低功耗雙界面CPU智能卡芯片的研究與設(shè)計(jì)[D];復(fù)旦大學(xué);2011年

9 鐘偉;多孔質(zhì)氣懸浮特性的理論及實(shí)驗(yàn)研究[D];浙江大學(xué);2011年

10 孫運(yùn)達(dá);多視點(diǎn)非接觸式人體運(yùn)動捕捉的研究[D];北京交通大學(xué);2006年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 安慰東;提高隨鉆系統(tǒng)中非接觸式電能傳輸效率的研究[D];西安石油大學(xué);2010年

2 黃浩;超聲輔助加工非接觸式電能傳輸系統(tǒng)仿真分析[D];大連理工大學(xué);2013年

3 趙偉;深海非接觸式雙向信號傳輸技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2004年

4 宋海鷹;基于光電技術(shù)和圖像處理技術(shù)的高溫熔體非接觸式測溫系統(tǒng)的研究[D];中南大學(xué);2004年

5 馬海燕;非接觸式IC卡技術(shù)研究及防沖突系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];合肥工業(yè)大學(xué);2003年

6 牛釗;基于C/S和B/S混合模式的城市公共交通非接觸式IC卡收費(fèi)系統(tǒng)的研究及實(shí)現(xiàn)[D];西安理工大學(xué);2003年

7 楊云濤;非接觸式人體三維測量系統(tǒng)的研究[D];吉林大學(xué);2006年

8 徐曉剛;電網(wǎng)非接觸式過電壓監(jiān)測技術(shù)研究[D];華南理工大學(xué);2010年

9 黃冕;射頻識別系統(tǒng)閱讀器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];華中科技大學(xué);2007年

10 李延和;基于非接觸式IC卡的車輛油耗計(jì)量管理軟件系統(tǒng)的研究[D];天津大學(xué);2008年

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本文編號：188653