- 张兴祥;张先叶;于文广;高雪峰;
为了改善聚对苯二甲酸乙二酯(PET)的性能,在超声法制备径向尺寸为亚微米级的氧化石墨烯(GO)基础上,熔融共混制备了GO/羧基化多壁碳纳米管(MWCNT-COOH)/聚对苯二甲酸乙二酯(PET)(GO/MWCNTCOOH/PET)复合材料,并通过注塑机注塑成型;利用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射仪(XRD)、热重分析仪(TGA)、差示扫描量热仪(DSC)、电子万能试验机及热变形温度测定仪等仪器对复合材料的结构与性能进行了表征,探究了GO、MWCNT-COOH在总含量(质量分数)为0.05%条件下,GO与MWCNT-COOH的添加量的比值对于GO/MWCNT-COOH/PET复合材料的结晶性能、热学性能及力学性能等的影响。结果表明:加入GO与MWCNT-COOH的杂化材料后,复合材料的晶型结构并未发生改变,但能提高复合材料的结晶度、结晶温度和热变形温度,且保持复合材料的热稳定性不变;并能有效提高复合材料的力学性能,提高效果随杂化材料比值的不断变化,纯PET的拉伸强度是54.8 MPa,拉伸模量是3 028 MPa,弯曲强度是80.7 MPa;当GO与MWCNT-COOH的比例为2∶3时,复合材料的力学性能最佳,此时拉伸强度、弯曲强度分别为81.0 MPa、119.2 MPa,与纯PET相比,分别提升了47.8%与47.7%;复合材料的拉伸模量在GO与MWCNT-COOH的比值为3∶2时,达到最大为3 882 MPa,比纯PET提高了28.2%。可见少量GO和MWCNT-COOH显著改善了PET的力学性能。
2020年06期 v.39;No.195 1-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 1853K] [下载次数：235 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：0 ] - 张兴祥;张先叶;于文广;高雪峰;
为了改善聚对苯二甲酸乙二酯(PET)的性能,在超声法制备径向尺寸为亚微米级的氧化石墨烯(GO)基础上,熔融共混制备了GO/羧基化多壁碳纳米管(MWCNT-COOH)/聚对苯二甲酸乙二酯(PET)(GO/MWCNTCOOH/PET)复合材料,并通过注塑机注塑成型;利用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射仪(XRD)、热重分析仪(TGA)、差示扫描量热仪(DSC)、电子万能试验机及热变形温度测定仪等仪器对复合材料的结构与性能进行了表征,探究了GO、MWCNT-COOH在总含量(质量分数)为0.05%条件下,GO与MWCNT-COOH的添加量的比值对于GO/MWCNT-COOH/PET复合材料的结晶性能、热学性能及力学性能等的影响。结果表明:加入GO与MWCNT-COOH的杂化材料后,复合材料的晶型结构并未发生改变,但能提高复合材料的结晶度、结晶温度和热变形温度,且保持复合材料的热稳定性不变;并能有效提高复合材料的力学性能,提高效果随杂化材料比值的不断变化,纯PET的拉伸强度是54.8 MPa,拉伸模量是3 028 MPa,弯曲强度是80.7 MPa;当GO与MWCNT-COOH的比例为2∶3时,复合材料的力学性能最佳,此时拉伸强度、弯曲强度分别为81.0 MPa、119.2 MPa,与纯PET相比,分别提升了47.8%与47.7%;复合材料的拉伸模量在GO与MWCNT-COOH的比值为3∶2时,达到最大为3 882 MPa,比纯PET提高了28.2%。可见少量GO和MWCNT-COOH显著改善了PET的力学性能。
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为了解决聚苯硫醚(PPS)膜通量低、截留率低、力学性能差以及在极性溶剂中易溶胀等问题,提出在200～260℃不同温度空气气氛下进行不同阶段热氧化交联来提高PPS膜的应用性能。结果表明:在260℃处理后,成膜后热氧化的PPS膜纯水通量增加到129.74 L/(m2·h),但是对牛血清蛋白(BSA)的截留仍维持在62%,这说明热氧化交联致使PPS膜表面出现熔融,微量溶剂的二次蒸发形成了更多的孔;而成膜前热氧化的PPS膜纯水通量和截留率都发生改变,分别为78.72 L/(m~2·h)和98.73%;同时,通过在高温空气中独立的聚合物链的热氧化交联形成具有网络结构的PPS聚合物,PPS膜的机械性能都有提高,成膜前热氧化的PPS膜的拉伸强度从1.71 MPa提高到4.48 MPa;交联后的PPS膜在极性溶剂中表现出优异的耐溶胀性能。由此得出热氧化交联能够快速提升PPS分离膜的应用性能。
2020年06期 v.39;No.195 9-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 1420K] [下载次数：242 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 李振环;徐美玉;高原;
为了解决聚苯硫醚(PPS)膜通量低、截留率低、力学性能差以及在极性溶剂中易溶胀等问题,提出在200～260℃不同温度空气气氛下进行不同阶段热氧化交联来提高PPS膜的应用性能。结果表明:在260℃处理后,成膜后热氧化的PPS膜纯水通量增加到129.74 L/(m2·h),但是对牛血清蛋白(BSA)的截留仍维持在62%,这说明热氧化交联致使PPS膜表面出现熔融,微量溶剂的二次蒸发形成了更多的孔;而成膜前热氧化的PPS膜纯水通量和截留率都发生改变,分别为78.72 L/(m~2·h)和98.73%;同时,通过在高温空气中独立的聚合物链的热氧化交联形成具有网络结构的PPS聚合物,PPS膜的机械性能都有提高,成膜前热氧化的PPS膜的拉伸强度从1.71 MPa提高到4.48 MPa;交联后的PPS膜在极性溶剂中表现出优异的耐溶胀性能。由此得出热氧化交联能够快速提升PPS分离膜的应用性能。
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为了优化反渗透卷式膜组件结构,进而提高膜组件性能,利用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)软件,建立反渗透进水流道网格单元的二维模型,对反渗透进水流道网格内的速度场进行数值模拟,研究隔网纤维丝断面形状、位置对反渗透过程中压力损失及膜体内流体速度变化的影响,考察进水流道网格纤维丝形态及位置对流道内传质效果、涡流程度的影响。结果表明:得到优选的纤维丝结构——纤维丝断面为椭圆形,椭圆形断面与平行于原水方向呈+20°和-20°交替出现的网格,且纤维丝交点有凸出滑半球的隔网形态。
2020年06期 v.39;No.195 15-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 1513K] [下载次数：213 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：0 ] - 王双;蔡相宇;
为了优化反渗透卷式膜组件结构,进而提高膜组件性能,利用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)软件,建立反渗透进水流道网格单元的二维模型,对反渗透进水流道网格内的速度场进行数值模拟,研究隔网纤维丝断面形状、位置对反渗透过程中压力损失及膜体内流体速度变化的影响,考察进水流道网格纤维丝形态及位置对流道内传质效果、涡流程度的影响。结果表明:得到优选的纤维丝结构——纤维丝断面为椭圆形,椭圆形断面与平行于原水方向呈+20°和-20°交替出现的网格,且纤维丝交点有凸出滑半球的隔网形态。
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为实现对染料废水的高效降解,以聚偏氟乙烯(PVDF)分离膜为载体,利用原子转移自由基聚合(ATRP)引发聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(PMGA)接枝在膜表面,通过环氧基与伯胺基的反应,制备出固定化漆酶的分离膜,以实现对废水处理截留过程中高效的染料废水降解。结果表明:漆酶固定化后使膜材料具有高效的催化效率,在4 h后均能达到60%以上,最高可至97.2%±1.4%。同时进一步地利用聚乙烯亚胺(PEI)在固定漆酶的PGMA刷间形成交联网络,有益于维持酶构象稳定性从而保留较高的酶活性,而适当的交联浓度能最大程度的提高膜的降解能力,其中0.5 mmol/L PEI交联改性的漆酶固定化膜表现出最佳的降解能力。
2020年06期 v.39;No.195 21-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 2190K] [下载次数：385 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：0 ] - 何洋;江鹏;赵义平;陈莉;
为实现对染料废水的高效降解,以聚偏氟乙烯(PVDF)分离膜为载体,利用原子转移自由基聚合(ATRP)引发聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(PMGA)接枝在膜表面,通过环氧基与伯胺基的反应,制备出固定化漆酶的分离膜,以实现对废水处理截留过程中高效的染料废水降解。结果表明:漆酶固定化后使膜材料具有高效的催化效率,在4 h后均能达到60%以上,最高可至97.2%±1.4%。同时进一步地利用聚乙烯亚胺(PEI)在固定漆酶的PGMA刷间形成交联网络,有益于维持酶构象稳定性从而保留较高的酶活性,而适当的交联浓度能最大程度的提高膜的降解能力,其中0.5 mmol/L PEI交联改性的漆酶固定化膜表现出最佳的降解能力。
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- 马崇启;史学文;周宝明;毕力格;
为推动由中国纺织科学研究院绿色纤维股份有限公司生产的全自主知识产权Lyocell纤维系列产品——希赛尔纤维的优化和开发应用,对希赛尔纤维的基础性能进行测试分析并进行初步的纱线开发。通过力学拉伸和摩擦性能测试、质量比电阻和标准回潮率测试、电镜扫描等手段对希赛尔纤维性能进行表征和分析,接着设计三因素三水平的正交试验纺制纯纺纱,并对各纱线的力学性能、毛羽、条干进行测试和分析,确定希赛尔纤维细纱工序中的最优参数搭配。结果表明:希赛尔纤维性能优异;纺纱最优工艺为后驱牵伸倍数为1.15,捻系数为3.50,隔距块号数为2.50,其纱线质量良好,在理论上希赛尔纤维已经可以与棉、粘胶等其他纤维共同应用于纺织品的织制与使用。
2020年06期 v.39;No.195 28-33+39页 [查看摘要][在线阅读][下载 1662K] [下载次数：157 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：0 ] - 马崇启;史学文;周宝明;毕力格;
为推动由中国纺织科学研究院绿色纤维股份有限公司生产的全自主知识产权Lyocell纤维系列产品——希赛尔纤维的优化和开发应用,对希赛尔纤维的基础性能进行测试分析并进行初步的纱线开发。通过力学拉伸和摩擦性能测试、质量比电阻和标准回潮率测试、电镜扫描等手段对希赛尔纤维性能进行表征和分析,接着设计三因素三水平的正交试验纺制纯纺纱,并对各纱线的力学性能、毛羽、条干进行测试和分析,确定希赛尔纤维细纱工序中的最优参数搭配。结果表明:希赛尔纤维性能优异;纺纱最优工艺为后驱牵伸倍数为1.15,捻系数为3.50,隔距块号数为2.50,其纱线质量良好,在理论上希赛尔纤维已经可以与棉、粘胶等其他纤维共同应用于纺织品的织制与使用。
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为了获得具有较好可纺性的木质素基纺丝熔体原料,以1,6-二溴己烷为扩链剂,与木质素反应制备得到木质素扩链产物,并将扩链产物与苯酚和六次甲基四胺进行熔融改性,制备可纺性良好的熔纺物料;采用凝胶渗透色谱、傅里叶红外光谱、X射线光电子能谱和流变测试等方法研究扩链产物的分子质量、结构以及熔纺物料的元素含量和可纺性。结果表明:随着扩链剂比例的提高,木质素扩链产物的分子量逐渐增加,当木质素与1,6-二溴己烷的质量比为1∶0.3时,产物的分子质量最高,为6.5 ku;所得最佳扩链产物与苯酚的配比为1∶6、六次甲基四胺的用量为13%、反应温度为130℃时制备的熔纺物料流变性能稳定,可纺性良好。
2020年06期 v.39;No.195 34-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 1737K] [下载次数：93 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 宋俊;郝蕾;郭雪雪;钟秀遵;
为了获得具有较好可纺性的木质素基纺丝熔体原料,以1,6-二溴己烷为扩链剂,与木质素反应制备得到木质素扩链产物,并将扩链产物与苯酚和六次甲基四胺进行熔融改性,制备可纺性良好的熔纺物料;采用凝胶渗透色谱、傅里叶红外光谱、X射线光电子能谱和流变测试等方法研究扩链产物的分子质量、结构以及熔纺物料的元素含量和可纺性。结果表明:随着扩链剂比例的提高,木质素扩链产物的分子量逐渐增加,当木质素与1,6-二溴己烷的质量比为1∶0.3时,产物的分子质量最高,为6.5 ku;所得最佳扩链产物与苯酚的配比为1∶6、六次甲基四胺的用量为13%、反应温度为130℃时制备的熔纺物料流变性能稳定,可纺性良好。
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- 曹占平;武鑫霞;李岚;
由于ZIF-8材料孔径较小,制约了其对大分子染料活性艳红的吸附,为了调节其孔径,结合有机膜制备中聚乙二醇(PEG)常作为孔调节剂,因此选择PEG作为软膜板剂对ZIF-8进行修饰复合,获得了一种新型的ZIF-8/PEG多孔纳米复合材料;采用XRD、SEM和氮气吸附-脱附等方法对ZIF-8/PEG进行表征。结果表明:合成了孔径有所增加的分级孔,形成了5～10 nm的介孔孔径,发现添加PEG改性后材料粒度变小,但比表面积不增反降,这是因为其介孔孔径的存在;考察了其对液相污染物偶氮废水——活性艳红X-3B的吸附性能,发现分子质量为2 ku的PEG改性其吸附量较未改性前提高26.7%,吸附量可达38.5 mg/g。
2020年06期 v.39;No.195 40-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 2018K] [下载次数：532 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：0 ] - 曹占平;武鑫霞;李岚;
由于ZIF-8材料孔径较小,制约了其对大分子染料活性艳红的吸附,为了调节其孔径,结合有机膜制备中聚乙二醇(PEG)常作为孔调节剂,因此选择PEG作为软膜板剂对ZIF-8进行修饰复合,获得了一种新型的ZIF-8/PEG多孔纳米复合材料;采用XRD、SEM和氮气吸附-脱附等方法对ZIF-8/PEG进行表征。结果表明:合成了孔径有所增加的分级孔,形成了5～10 nm的介孔孔径,发现添加PEG改性后材料粒度变小,但比表面积不增反降,这是因为其介孔孔径的存在;考察了其对液相污染物偶氮废水——活性艳红X-3B的吸附性能,发现分子质量为2 ku的PEG改性其吸附量较未改性前提高26.7%,吸附量可达38.5 mg/g。
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为了改善锡基负极材料的电化学性能,以SnCl_4·5H_2O和MnC_4H_6O_4·4H_2O为前驱体通过水热法一步合成MnSn(OH)6/CNTs纳米复合材料,并使用XRD、SEM、电化学工作站和蓝电测试系统来对复合材料的结构和性能进行表征、测试。结果显示:碳纳米管(CNTs)的加入能够有效改善SnO_2-MnSn(OH)6的电化学性能;所有复合材料中,SnO_2-MnSn(OH)_6/CNTs15性能最佳,在200 m A/g的电流密度下SnO2-MnSn(OH)6/CNTs15首圈放电比容量为2 632.2 mA·h/g,首次库伦效率为56.1%,150圈之后比容量仍保持在565 mA·h/g,且其倍率性能也比其他材料优异,在1A/g的电流密度下,平均放电比容量仍然有512.6 mA·h/g。
2020年06期 v.39;No.195 47-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 2027K] [下载次数：121 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ] - 何声太;曾林海;陈媛;
为了改善锡基负极材料的电化学性能,以SnCl_4·5H_2O和MnC_4H_6O_4·4H_2O为前驱体通过水热法一步合成MnSn(OH)6/CNTs纳米复合材料,并使用XRD、SEM、电化学工作站和蓝电测试系统来对复合材料的结构和性能进行表征、测试。结果显示:碳纳米管(CNTs)的加入能够有效改善SnO_2-MnSn(OH)6的电化学性能;所有复合材料中,SnO_2-MnSn(OH)_6/CNTs15性能最佳,在200 m A/g的电流密度下SnO2-MnSn(OH)6/CNTs15首圈放电比容量为2 632.2 mA·h/g,首次库伦效率为56.1%,150圈之后比容量仍保持在565 mA·h/g,且其倍率性能也比其他材料优异,在1A/g的电流密度下,平均放电比容量仍然有512.6 mA·h/g。
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为提高Li_2Fe_(1-x)SiO_4/C正极材料的电化学性能,采用溶胶-凝胶法制备了一系列Mn掺杂的Li_2Fe_(1-x)Mn_xSiO_4/C(x=0,0.02,0.04,0.06)复合材料;利用X射线粉末衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)等方法对材料的物相和形貌进行了表征。结果表明:所有样品均为(P_21/n)对称性的单斜晶体结构,形貌保持为类球形,Mn掺杂使得材料具有更小的粒径尺寸;Li_2Fe_(0.96)Mn_(0.04)SiO_4/C具有最佳的电化学性能,在0.1C、0.5C、1C和3C的电流密度下,该材料的放电比容量分别为232.9、188.6、176.5和140.3 mA·h/g。在0.2 C的电流密度下,充放电循环150周后,放电比容量仍为170 mA·h/g,容量保持率为87.13%。
2020年06期 v.39;No.195 53-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 3596K] [下载次数：268 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：0 ] - 赵永男;郭敏;高海燕;邓雪莹;高国伟;张李安妮;王宇萌;
为提高Li_2Fe_(1-x)SiO_4/C正极材料的电化学性能,采用溶胶-凝胶法制备了一系列Mn掺杂的Li_2Fe_(1-x)Mn_xSiO_4/C(x=0,0.02,0.04,0.06)复合材料;利用X射线粉末衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)等方法对材料的物相和形貌进行了表征。结果表明:所有样品均为(P_21/n)对称性的单斜晶体结构,形貌保持为类球形,Mn掺杂使得材料具有更小的粒径尺寸;Li_2Fe_(0.96)Mn_(0.04)SiO_4/C具有最佳的电化学性能,在0.1C、0.5C、1C和3C的电流密度下,该材料的放电比容量分别为232.9、188.6、176.5和140.3 mA·h/g。在0.2 C的电流密度下,充放电循环150周后,放电比容量仍为170 mA·h/g,容量保持率为87.13%。
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为了降低电池极化现象,提升锂氧电池的电化学性能,采用液相扩散法制备锶掺杂的ZIF-8催化剂材料。以硝酸锶和乙酸锌为金属离子本体原料,以2-甲基咪唑为有机配体,以聚乙烯吡咯烷酮为结构导向剂,液相扩散获得锶掺杂的ZIF-8催化剂材料,并通过SEM和TEM测试考察材料的形貌,TGA测试验证材料的结构稳定性,同时借助电化学设备测试材料的电化学性能。实验结果表明:当硝酸锶和乙酸锌的摩尔比为2∶1时,得到的Sr-ZIF-8材料呈六边形片状的形貌;TGA测试表明该材料有较好的结构稳定特性;将材料制成电极应用到锂氧电池中,在100 mA/g的电流密度下,进行恒流充放电测试时,电池首圈可获得4 048.5 mA·h/g的放电比容量,放电平台电压值为2.67 V,放电过程的过电势仅为0.29 V;在进行限容300 m A·h/g的条件下,同样的电流密度下可循环27圈,表现出了较好的循环稳定性能。
2020年06期 v.39;No.195 61-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 2125K] [下载次数：330 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：0 ] - 阮艳莉;张萌;顾祥顺;王天宇;
为了降低电池极化现象,提升锂氧电池的电化学性能,采用液相扩散法制备锶掺杂的ZIF-8催化剂材料。以硝酸锶和乙酸锌为金属离子本体原料,以2-甲基咪唑为有机配体,以聚乙烯吡咯烷酮为结构导向剂,液相扩散获得锶掺杂的ZIF-8催化剂材料,并通过SEM和TEM测试考察材料的形貌,TGA测试验证材料的结构稳定性,同时借助电化学设备测试材料的电化学性能。实验结果表明:当硝酸锶和乙酸锌的摩尔比为2∶1时,得到的Sr-ZIF-8材料呈六边形片状的形貌;TGA测试表明该材料有较好的结构稳定特性;将材料制成电极应用到锂氧电池中,在100 mA/g的电流密度下,进行恒流充放电测试时,电池首圈可获得4 048.5 mA·h/g的放电比容量,放电平台电压值为2.67 V,放电过程的过电势仅为0.29 V;在进行限容300 m A·h/g的条件下,同样的电流密度下可循环27圈,表现出了较好的循环稳定性能。
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- 李靖;杨帆;
针对群智能优化算法易陷入局部最优且单一算法不易解决障碍物空间中多机器人多任务目标遍历的问题,提出一种分布式协同多机器人多任务目标遍历路径规划策略。首先,通过K-Means聚类算法对多任务目标进行分类,随后运用改进的灰狼优化算法求解每类任务目标的最优遍历顺序,其中改进的灰狼优化算法引入余弦收敛因子以平衡全局搜索与局部开发的能力,引入布谷鸟搜索算法优化种群更新位置,最后在类内根据遍历顺序运用A~*算法避障路径规划。每类的任务目标遍历路径规划的集合即为整个系统的多任务目标遍历路径。仿真实验表明:在规划多任务点遍历路径时,改进的灰狼优化算法比传统灰狼优化算法求解的路径长度缩短了5.08%,且适应度曲线收敛更快、算法稳定性更高;在规划避障路径时,A~*算法比模糊逻辑法与RRT法求解的路径长度分别缩短了22.4%、9.8%,同时验证了分布式协同多机器人多任务目标遍历路径规划算法的可行性。
2020年06期 v.39;No.195 68-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 2593K] [下载次数：1008 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：21 ] |[阅读次数：0 ] - 李靖;杨帆;
针对群智能优化算法易陷入局部最优且单一算法不易解决障碍物空间中多机器人多任务目标遍历的问题,提出一种分布式协同多机器人多任务目标遍历路径规划策略。首先,通过K-Means聚类算法对多任务目标进行分类,随后运用改进的灰狼优化算法求解每类任务目标的最优遍历顺序,其中改进的灰狼优化算法引入余弦收敛因子以平衡全局搜索与局部开发的能力,引入布谷鸟搜索算法优化种群更新位置,最后在类内根据遍历顺序运用A~*算法避障路径规划。每类的任务目标遍历路径规划的集合即为整个系统的多任务目标遍历路径。仿真实验表明:在规划多任务点遍历路径时,改进的灰狼优化算法比传统灰狼优化算法求解的路径长度缩短了5.08%,且适应度曲线收敛更快、算法稳定性更高;在规划避障路径时,A~*算法比模糊逻辑法与RRT法求解的路径长度分别缩短了22.4%、9.8%,同时验证了分布式协同多机器人多任务目标遍历路径规划算法的可行性。
2020年06期 v.39;No.195 68-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 2593K] [下载次数：1008 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：21 ] |[阅读次数：0 ] - 李维;王慧敏;张智峰;邓强;张志强;唐源;付国忠;
为有效改善永磁同步电机的转矩输出能力和弱磁扩速能力,将双层磁钢结构用于电动车辆用内置式永磁同步电机中,在不增加转子径向尺寸的前提下放置更多的永磁体,从而提高了永磁体工作点和电机凸极率。同时,以提高电机输出转矩性能和增强电机弱磁扩速能力为优化目标,以双层磁钢磁极结构参数为优化变量,基于Taguchi法实现了内置式永磁同步电机转子磁极结构的多目标优化设计,在有效抑制电机电磁转矩波动的同时扩大了电机转速运行范围。在此基础上,对空载运行、额定负载运行、最大转矩运行、最高转速运行等4种电动车辆用内置式永磁同步电机典型工况进行了有限元仿真分析。结果表明:通过优化磁极结构,电机最大转矩点和最高转速点的电磁转矩平均值分别达到164.18 N·m和34.81 N·m,均高于设计要求,最大转矩点和最高转速点性能得到了提升,验证了所提双层磁钢结构和优化设计方案的有效性。
2020年06期 v.39;No.195 76-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 1974K] [下载次数：551 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：14 ] |[阅读次数：0 ] - 李维;王慧敏;张智峰;邓强;张志强;唐源;付国忠;
为有效改善永磁同步电机的转矩输出能力和弱磁扩速能力,将双层磁钢结构用于电动车辆用内置式永磁同步电机中,在不增加转子径向尺寸的前提下放置更多的永磁体,从而提高了永磁体工作点和电机凸极率。同时,以提高电机输出转矩性能和增强电机弱磁扩速能力为优化目标,以双层磁钢磁极结构参数为优化变量,基于Taguchi法实现了内置式永磁同步电机转子磁极结构的多目标优化设计,在有效抑制电机电磁转矩波动的同时扩大了电机转速运行范围。在此基础上,对空载运行、额定负载运行、最大转矩运行、最高转速运行等4种电动车辆用内置式永磁同步电机典型工况进行了有限元仿真分析。结果表明:通过优化磁极结构,电机最大转矩点和最高转速点的电磁转矩平均值分别达到164.18 N·m和34.81 N·m,均高于设计要求,最大转矩点和最高转速点性能得到了提升,验证了所提双层磁钢结构和优化设计方案的有效性。
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