超声机床无接触供电装置结构参数对感应耦合系数影响研究.pdf

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1、．？２０１７１３８《测控技术》年第３６卷第４期超声机床无接触供电装置结构参数对感应耦合系数影响研究封海２１潮＼杜宝玉，许孝卓＼高彩霞．１．４５４０００２４５４０００河南理工大学电气工程与自动化学院河南焦作；河南理工大学机械与动力工程学院，河南焦作）（，摘要一心：针对超声加工机床用无接触电能传输系统，提出种具有新型铁拓扑结构的旋转变压器，借助有限元法分析了变压器轶心的主要结构参数及初、次级绕组布置方式对旋转变压器耦合性能的影响。并通过互感电路模型对其所需的补偿电路参数进行计算。仿真结果表明，

2、采用该新型铁心拓扑结构可一步提高较为明显地提高旋转变压器的耦合系数，而其功率因数和输出特性可通过合理的补偿措施进，从而改善整个无接触供电系统的性能。关键词：超声加工机床；无接触电能传输；耦合系数；有限元分析ＴＭＡ－－－９３４．２３文献标识码１０００８８２９２０１７０４０１３８０６中图分类号：：文章编号：（）ＳｔｒｕｃｔｕｒｅＰａｒａｍｅｔｅｒｓＩｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎＩｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙＣｏｕｌｉｎＣｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆｐｇＣｏｎｔａｃｔｌｅｓｓＴｒａｎｓｆｏｒｍｅｒＳｙｓ

3、ｔｅｍｆｏｒＵｌｔｒａｓｏｎｉｃＭａｃｈｉｎｉｎｇ１２１１－－－－ＦＥＮＧＨａｉｃｈａｏ，ＤＵＢａｏｙｕ，ＸＵＸｉａｏｚｈｕｏ，ＧＡＯＣａｉｘｉａ１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎｎｄＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＨｅｎａｎＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉａｏｚｕｏ４５４０００，Ｃｈｉｎａ；（ｇｇａ２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＰｏｗｅｒＥｎｉｎｅｅｒｉｎＨｅｎａｎＰｏｌｔｅｃｈｎｉｃＵｎｉｖｅｒｓｉｔＪｉ

4、ａｏｚｕｏ４５４０００，Ｃｈｉｎａｇｇ，ｙｙ，）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｎｏｎ－ｃｏｎｔａｃｔｏｗｅｒｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓｓｔｅｍｗｉｔｈｎｏｖｅｌｒｏｔａｒｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｓｒｏｏｓｅｄｆｏｒｕｌｔｒａ？ｐｙｙｐｐｓｏｎｉｃｍａｃｈｉｎｉｎｔｏｏｌｓ．Ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｉｓｕｓｅｄｔｏａｎａｌｚｅｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓｏｆｔｈｅｍａｉｎｓｔｒｕｃｔｕｒａｌａｒａｍｅｔｅｒｓｇｗｙｐｏｆｔｒａ

5、ｎｓｆｏｒｍｅｒｃｏｒｅａｎｄｔｈｅｒｉｍａｒａｎｄｓｅｃｏｎｄａｒｉｎｄｉｎｇａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔｏｎｃｏｕｐｌｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｏｆｒｏｔａｒｙｐｙｙｕ？ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ．Ｔｈｅｒｅｉｒｅｄｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｃｉｒｃｕｉｔｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｒｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｂｙｔｈｅｍｕｔｕａｌｉｎｄｕｃｔａｎｃｅｃｉｒｃｕｉｔｍｏｄｑｎ－ｅｌ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｒｏｏｓｅｄｎｏｖｅｌ

6、ｃｏｒｅｔｏｏｌｏｃａｎｓｉｉｆｉｃａｎｔｌｙｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｃｏｕｐｌｉｎｇｃｏｅｊＥｆｉｐｐｐｇｙｇｃｉｅｎｔｏｆｔｈｅｒｏｔａｒｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ，ａｎｄｉｔｓｏｗｅｒｆａｃｔｏｒａｎｄｏｕｔｕｔｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｃａｎｂｅｆｕｒｔｈｅｒｅｎｈａｎｃｅｄｔｈｒｏｕｈｙｎｐｐｇｒｅａｓｏｎａｂｌｅｃｏｍｅｎｓａｔｉｏｎｄｅｓｉｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｎｏｎ－ｃｏｎｔａｃｔｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｓｙｓ

7、ｔｅｍ．ｐｇＫ－ｎｅｙｗｏｒｄｓ：ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｍａｃｈｉｎｉｎｇｔｏｏｌｓ；ｃｏｎｔａｃｔｌｅｓｓｐｏｗｅｒｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ；ｃｏｕｐｌｉｎｇｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ；ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａａｌｙｓｉｓ以传统超声波加工为基础发展而来的旋转超声加提高，而且导电体裸露，易产生接触火花等安全隐２［］无工在陶瓷、石英、金刚石等硬脆材料加工方面具有精度患。为此，无任何机械接触的感应式接触供电系［１］工机［３］高、速度快、效率高等显著优点，超声加床的超统受到重视。其借

8、助于电磁场的感应耦合效应来声电信号通过电刷或电磁感应非接触传输到高速旋转实现电能的无接触传输，供电单元和受电单元之间无一超子声滑换环能器上。电刷传输方式般通过定子电刷与转需导线、滑环等物理电气连接装置，具有容错能力强、的滑触传输至超声换能器，存在电刷磨损快，需维护成本低、