一种新型的定、转子间非接触性碳纳米管电极电能传输机理研究

基本信息
批准号:51577122
项目类别:面上项目
资助金额:63.00
负责人:白保东
学科分类:
依托单位:沈阳工业大学
批准年份:2015
结题年份:2019
起止时间:2016-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:王禹,王佳音,王晓川,陈志雪
关键词:
寄生电能碳纳米管纤维轴承电流时域有限差分法场发射
结项摘要

A new electrode structure based on carbon nanotube fibers was first proposed, which could transmit electric energy without mechanical contact at the distance of 10-30um, avoiding the phenomenon of space ionization discharge breakdown and thermal etching. According to the theory of quantum mechanics, the field emission electrical energy transmission mechanism of the carbon nanotubes fibers tuft electrode was analyzed. Under the condition of complicated electromagnetic environment, such as high-frequency single and interference magnetic field, basic theory and analysis method of energy transfer for this kind of electrode electrical was established. This kind of electrodes was innovatively applied to transfer electrical energy between the movement bodies with non-contact, which presented the novel method of electrical energy wireless transfer under the condition of no mechanical contact. Meanwhile, the experimental support system was established. It could solve the issue of high frequency discharging across bearing lubrication film applying the electrodes in the parasitic impedance circuit of electrical machine drive system, which eliminated the parasitic power for electro-mechanical friction interface corrosion, but also avoided the system interference that caused by ionization discharge. This method was suitable to all kinds of machinery equipment and different applications,wireless transmission of electrical energy between moving components had universality engineering significance.

首次提出一种基于碳纳米管纤维的新型电极结构,可以在10-30μm空间距离上实现电能无线稳定传输,避免发生空间电离击穿放电和热腐蚀现象。通过量子力学理论分析了碳纳米管纤维簇电极的场发射电能传输机理,在高频信号、干扰磁场等复杂电磁条件下,建立了该种电极电能转移的基本理论及分析方法。将该种电极创新性地用于相对运动体之间非接触性空间电能转移,给出了一种定、转子之间不发生机械接触条件下,电能无线转移的新方法,并建立了实验研究支撑体系。将该种电极用于电机驱动系统寄生阻抗回路中,可以解决轴承油隙间高频寄生电能释放问题,既可以消除寄生电能对于机械摩擦界面的电腐蚀,又避免了电离放电产生的系统干扰。该方法可以适应于在不同应用场合的各类机械装备中,实现具有相对运动部件之间的电能无线传输,具有重要的工程意义。

项目摘要

本课题得到国家自然科学基金项目支持后,依据任务书研究内容开展了有效的研究。本项目主要研究采用碳纳米管及其阵列组成全新的变频电机轴承电流抑制装置,实现变频电机轴承电流的抑制。课题针对变频电机出现轴承电流问题时,轴承存在高频电流,重点研究了在高频电流作用下碳纳米管的场发射机理及控制方式;课题建立了不同真空度、不同间距、不同金属材料在场发射过程中的场发射数学模型,分析了基于碳纳米管场发射的变频电机轴承电流抑制机理,形成了基于碳纳米管场发射的变频电机轴承电流抑制装置的设计理论,为变频供电下的电磁装置提供了一个新的设备。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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