电磁斥力操作机构电磁效率优化研究

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1、分类号学号M201171276学校代码10487密级硕士学位论文电磁斥力操作机构电磁效率优化研究学位申请人：宁少飞学科专业：电气工程指导教师：夏胜国教授答辩日期：2014年1月9日万方数据AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringResearchonelectromagneticefficiencyoptimizationofelectromagneticrepulsionm

2、echanismCandidate:NingShaofeiMajor:ElectricalEngineeringSupervisor:Prof.XiaShengguoHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaJan,2014万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡

3、献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在____________年解密后适用本授权书。本论文不保密□。（请在以上方框内打“√”）

4、学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日万方数据华中科技大学硕士学位论文摘要电磁斥力机构运动过程涉及到电路放电、电磁感应耦合、连杆运动等多个相互作用的动态子过程，需要联合电路方程、空间磁场与涡流方程、运动方程来求解其严格的动态子过程。国内外学者大多通过有限元仿真和等效电路模型两种方法求解其电磁斥力机构的动态特性，同样也是利用这两种方法进行机构的优化设计。由于各个动态子过程的相互耦合导致只能通过盲目改变机构结构参数、放电回路参数寻找动态特性的变化规律，进而得到电磁斥力机构设计的优化解。因此

5、有必要解耦分析电路放电与电磁场耦合作用两个动态子过程，从物理模型角度分析电路参数、结构参数与电磁斥力机构动态特性变化规律之间的关系，进而直接指导电磁斥力机构样机设计。本文以线圈-线圈式电磁斥力机构为研究对象，针对其放电电路和电磁感应耦合两个动态子过程，开展了场路解耦分析的电磁斥力机构优化方法研究。从能量的角度分析，影响放电电路能量转换效率的主要因素为放电回路参数Leq、C，表征量为放电电流；影响电磁感应耦合过程能量转换效率的主要因素为线圈结构参数Thi、Hei、Dav，表征量为电磁场耦合产生的最大电磁斥

6、力。通过理论推导最大电磁斥力与线圈结构参数之间的关系，得出了场优化方法，即在一定的电场能量下得到线圈的最佳外形。采用有限元仿真和样机实验两种方法验证场路解耦场优化方法结论的正确性。最后通过理论分析得出，CCRM的场优化方法同样适用于CPRM的样机设计。场优化方法、有限元仿真以及样机实验结果均表明：在一定的电场能量下，电磁斥力机构的线圈外形比例系数α越小、β越大，电磁斥力机构的最大电磁斥力越大，磁场能量到动能的转换效率也会越高。关键词：电磁斥力机构优化设计场路解耦分析转换效率I万方数据华中科技大学硕士学位

7、论文ABSTRACTThemotionofelectromagneticrepulsionmechanisminvolvesdischargecircuit,electromagneticcoupling,connectingrodmechanicalmovement.Allofthesesubprocesseshavemutualeffect.Weneedtocombinecircuitequation,magneticfieldandeddycurrentequationandmotionequat

8、iontogetitsexactlydynamiccharacteristics.Mostscholarsathomeandabroadgotthedynamiccharacteristicsofelectromagneticrepulsionmechanismusingthefiniteelementsimulationandequivalentcircuitmodel.Alsotheyoptimizedthedesignofmechan