混合励磁式火炮制退机分析设计
发布时间：2021-11-16 05:34
为了避免常规火炮制退机漏液漏气、驻退液空化效应使后坐阻力难以计算、液体振动导致火炮炮口振动等缺点,本文设计了一种串联磁路混合励磁圆筒型直线涡流阻尼器用以替换现有火炮的制退机,利用电磁阻尼器初级与次级之间不需要直接接触、控制方便、可靠性高的特点与电磁阻尼器特有的平台效应与电枢反应,避免了传统火炮制退机的各种缺点,同时具备后坐阻力可控的优点。首先,通过等效磁路法得出静态时气隙处磁感应强度的表达式,并根据Maxwell方程组与分层理论模型推导出其制退力与涡流损耗的解析表达式,从而得到电磁制退机的数值解析模型。并通过有限元软件进行仿真分析,验证了解析模型得到的磁感应强度与制退力表达式的准确性。然后,通过单一变量法,改变电磁制退机的电磁参数（极距、气隙厚度、导体筒厚度、永磁体宽度、永磁体磁化方向长度、励磁线圈电流强度）,分析其在定速情况下的制退力曲线。得到各个电磁参数对于电磁制退力的影响。同时,分析了在不同参数情况下,电磁制退机能够提供的制退机力的不同。并与定速情况下的制退力曲线进行比较,分析出动态情况下电磁制退机制退力特性的不同。最后,研究了在火炮发射过程中电磁制退机的温度场特性。计算出电磁制...
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
电励磁直线电磁阻尼器Fig1-1Electricexcitationlinearelectromagneticdamper
中北大学学位论文3图1-1电励磁直线电磁阻尼器Fig1-1Electricexcitationlinearelectromagneticdamperb)电励磁径向电磁阻尼器图1-2电励磁径向涡流阻尼器Fig1-2Electricexcitationradialeddycurrentdamper图1-2所示为电励磁径向电磁阻尼器的基本结构，主要工作原理为次级导体绕轴旋转，在旋转过程中，导体切割磁场，形成涡流与原磁场相互作用，产生制动转矩[18]。江苏大学的杨效军设计了一种外转子结构的电励磁径向电磁阻尼器，这种阻尼器采用的外转子结构相较于一般的内转子结构，阻尼器的散热效果更好，制动转矩与空间利用率更高，杨效军求解出了这种阻尼器的理论解析模型并通过实验进行验证，发现这种电磁阻尼器在低转速的情况下，数值解析解与实验结果相差不大，而在高转速情况下，由于去磁效应影响增大，其试验数据与解析模型相差较大[19,20]。北京工业大学的Zhang等人为了避免电励磁径向阻尼器由于需要外部电源供给励磁绕组初级磁场而导致的励磁损耗大，结构体积大，转换效率低的缺点，提出了一种新型自励式涡流阻尼器结构方案，如图1-3a）所示。通过查找相关文献，还有类似的电磁阻尼器结构，如图1-3b)和1-3c)所示，这几种自励式涡流阻尼器工作原理相同，仅在结构设计方式上有所差别[21,22]。
中北大学学位论文4a）自励式电涡流阻尼器(方案A)a)Self-excitededdycurrentdamper(SchemeA)b）自励式电涡流阻尼器(方案B)b)Self-excitededdycurrentdamper(SchemeB)c）自励式电涡流阻尼器(方案C)c)Self-excitededdycurrentdamper(SchemeC)图1-3几种不同结构的径向自励式电涡流阻尼器Fig1-3Radialself-excitededdycurrentdamperswithdifferentstructuresc)电励磁轴向电磁阻尼器a)示意图b）实物图图1-4电励磁轴向涡流阻尼器Fig1-4Electricexcitationaxialeddycurrentdamper图1-4所示为电励磁轴向电磁阻尼器的一般结构。轴向电磁阻尼器的基本特征为气隙磁场强度的方向平行与导体板旋转轴。相较于同样提供制动转矩的径向电磁阻尼器，
【参考文献】：
期刊论文
[1]火炮用直线发电机性能研究[J]. 黄通,郭保全,张彤,昝博勋,毛虎平. 火炮发射与控制学报. 2019(03)
[2]新型电磁制退机对火炮复进运动的影响分析[J]. 栾成龙,黄通,潘玉田,郭保全,朱家萱. 火炮发射与控制学报. 2020(01)
[3]强冲击载荷下永磁式电涡流阻尼器阻力特性及优化研究[J]. 李子轩,杨国来,孙全兆,王丽群,于情波. 兵工学报. 2018(04)
[4]基于空化效应的某驻退机液压阻力仿真研究[J]. 狄长春,顾赵强. 机械制造与自动化. 2017(06)
[5]电磁阻尼器的发展现状及应用前景[J]. 寇宝泉,金银锡,张赫,张鲁,张海林. 中国电机工程学报. 2015(12)
[6]混合励磁直线电磁阻尼器的特性分析[J]. 寇宝泉,金银锡,张赫,张海林,杨俊. 中国电机工程学报. 2013(24)
[7]平面电磁阻尼器的特性分析[J]. 张赫,寇宝泉,金银锡,杨国龙,赵雄浩. 中国电机工程学报. 2013(21)
[8]转筒式电涡流缓速器制动力矩计算方法[J]. 杨效军,何仁,沈海军. 机械科学与技术. 2010(10)
[9]直线Halbach磁体用于磁浮列车涡流制动的研究[J]. 王江波,李耀华,严陆光. 电气传动. 2010(05)
[10]车辆悬挂系统电磁阻尼器的研究[J]. 龙振新,马国新. 车辆与动力技术. 2006(03)
博士论文
[1]串联磁路混合励磁直线涡流制动器的研究[D]. 金银锡.哈尔滨工业大学 2017
硕士论文
[1]大口径火炮反后坐装置多目标优化设计研究[D]. 周乐.南京理工大学 2015
[2]电磁阻尼加载系统研究[D]. 王有林.西北工业大学 2006
本文编号：3498247
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
电励磁直线电磁阻尼器Fig1-1Electricexcitationlinearelectromagneticdamper
中北大学学位论文3图1-1电励磁直线电磁阻尼器Fig1-1Electricexcitationlinearelectromagneticdamperb)电励磁径向电磁阻尼器图1-2电励磁径向涡流阻尼器Fig1-2Electricexcitationradialeddycurrentdamper图1-2所示为电励磁径向电磁阻尼器的基本结构，主要工作原理为次级导体绕轴旋转，在旋转过程中，导体切割磁场，形成涡流与原磁场相互作用，产生制动转矩[18]。江苏大学的杨效军设计了一种外转子结构的电励磁径向电磁阻尼器，这种阻尼器采用的外转子结构相较于一般的内转子结构，阻尼器的散热效果更好，制动转矩与空间利用率更高，杨效军求解出了这种阻尼器的理论解析模型并通过实验进行验证，发现这种电磁阻尼器在低转速的情况下，数值解析解与实验结果相差不大，而在高转速情况下，由于去磁效应影响增大，其试验数据与解析模型相差较大[19,20]。北京工业大学的Zhang等人为了避免电励磁径向阻尼器由于需要外部电源供给励磁绕组初级磁场而导致的励磁损耗大，结构体积大，转换效率低的缺点，提出了一种新型自励式涡流阻尼器结构方案，如图1-3a）所示。通过查找相关文献，还有类似的电磁阻尼器结构，如图1-3b)和1-3c)所示，这几种自励式涡流阻尼器工作原理相同，仅在结构设计方式上有所差别[21,22]。
中北大学学位论文4a）自励式电涡流阻尼器(方案A)a)Self-excitededdycurrentdamper(SchemeA)b）自励式电涡流阻尼器(方案B)b)Self-excitededdycurrentdamper(SchemeB)c）自励式电涡流阻尼器(方案C)c)Self-excitededdycurrentdamper(SchemeC)图1-3几种不同结构的径向自励式电涡流阻尼器Fig1-3Radialself-excitededdycurrentdamperswithdifferentstructuresc)电励磁轴向电磁阻尼器a)示意图b）实物图图1-4电励磁轴向涡流阻尼器Fig1-4Electricexcitationaxialeddycurrentdamper图1-4所示为电励磁轴向电磁阻尼器的一般结构。轴向电磁阻尼器的基本特征为气隙磁场强度的方向平行与导体板旋转轴。相较于同样提供制动转矩的径向电磁阻尼器，
【参考文献】：
期刊论文
[1]火炮用直线发电机性能研究[J]. 黄通,郭保全,张彤,昝博勋,毛虎平. 火炮发射与控制学报. 2019(03)
[2]新型电磁制退机对火炮复进运动的影响分析[J]. 栾成龙,黄通,潘玉田,郭保全,朱家萱. 火炮发射与控制学报. 2020(01)
[3]强冲击载荷下永磁式电涡流阻尼器阻力特性及优化研究[J]. 李子轩,杨国来,孙全兆,王丽群,于情波. 兵工学报. 2018(04)
[4]基于空化效应的某驻退机液压阻力仿真研究[J]. 狄长春,顾赵强. 机械制造与自动化. 2017(06)
[5]电磁阻尼器的发展现状及应用前景[J]. 寇宝泉,金银锡,张赫,张鲁,张海林. 中国电机工程学报. 2015(12)
[6]混合励磁直线电磁阻尼器的特性分析[J]. 寇宝泉,金银锡,张赫,张海林,杨俊. 中国电机工程学报. 2013(24)
[7]平面电磁阻尼器的特性分析[J]. 张赫,寇宝泉,金银锡,杨国龙,赵雄浩. 中国电机工程学报. 2013(21)
[8]转筒式电涡流缓速器制动力矩计算方法[J]. 杨效军,何仁,沈海军. 机械科学与技术. 2010(10)
[9]直线Halbach磁体用于磁浮列车涡流制动的研究[J]. 王江波,李耀华,严陆光. 电气传动. 2010(05)
[10]车辆悬挂系统电磁阻尼器的研究[J]. 龙振新,马国新. 车辆与动力技术. 2006(03)
博士论文
[1]串联磁路混合励磁直线涡流制动器的研究[D]. 金银锡.哈尔滨工业大学 2017
硕士论文
[1]大口径火炮反后坐装置多目标优化设计研究[D]. 周乐.南京理工大学 2015
[2]电磁阻尼加载系统研究[D]. 王有林.西北工业大学 2006
本文编号：3498247
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