为解决传统轴向柱塞马达轴向力不平衡、输出效率低的问题,从扭矩大小、波动率和柱塞工作效率等方面开展研究,结合双定子原理提出双定子轴向力偶型柱塞马达。该马达通过特殊的结构使力偶转矩输出,实现轴向力平衡。通过传统轴向柱塞马达和双定子轴向力偶型柱塞马达各自柱塞的受力情况,推导了该马达单个柱塞组件产生的瞬时理论转矩,借助MATLAB编程,对比分析了传统轴向柱塞马达与该马达的输出转矩,结果显示传统轴向柱塞马达输出转矩为11.59~11.89 N·m,而该马达输出转矩为23.33~23.63 N·m,比传统轴向柱塞马达的输出转矩增加了近1倍,转矩波动降低为原来一半,柱塞的工作效率增加了1倍,并通过试验得出该马达的机械效率和容积效率,验证了原理的合理性,为后续相关研究奠定了基础。

为了准确计算双作用滑块型双定子马达的容积效率以及获得合理的密封缝隙尺寸,基于马达的内部结构,对其内部各种缝隙存在的泄漏进行了详细的分析,得出马达内部泄漏可分3类,泄漏途径有10种.通过建立各泄漏途径的流量数学式,得到马达在普通连接和差动连接两种连接形式下的总泄漏量模型.研究结果表明双作用滑块型双定子马达的泄漏情况不但与自身的结构参数有关,而且与工作压力以及输出转速正相关,其泄漏量随着马达进出油口连接方式的改变而改变,但总泄漏量遵循一个共同的规律.结合实例进行数值分析,研究了制约双作用滑块型双定子马达不适宜应用在中高压场合的主要因素,得出轴向泄漏在总泄漏中所占比重最大;同时,研究了轴向泄漏随缝隙变化的规律,为合理优化双作用滑块型双定子马达结构提供了依据.

基于电磁场-结构场-声场的多物理场耦合分析对静态密封双定子高温超导电机(HTS-DSG)的电磁振动声学规律进行了预测性研究。针对HTS-DSG内定子齿饱和的特点,采用等效气隙长度和动态磁导率相结合的方法,分别对HTS-DSG饱和状态下的内、外气隙磁通密度进行了解析计算,并经仿真及试验验证了理论方法的正确性。针对超导电机内设置分体式冷却杜瓦这一特殊结构,并进行分析得到了不同位置杜瓦的振动规律。结果表明,超导线圈匝层间最大抗拉强度远远大于所受振动应力,超导线圈不会因整机振动发生故障。最后,将电磁力耦合到HTS-DSG声场有限元模型中,利用多物理场耦合分析,预测了HTS-DSG的电磁振动和噪声规律。

根据力平衡型多速双定子马达研究的基本原理,对其泄漏情况进行分析,研究了马达在2个和4个单马达同时工作时的容积效率变化,以及马达的3种主要泄漏:滑靴与定子表面、柱塞与转子柱塞孔以及配流壳筒与转子外表面的间隙泄漏,并进行了样机原理性实验。结果表明:随着进口油压的逐渐升高,泄漏量增大,马达容积效率呈下降趋势。该研究为力平衡型多速双定子马达的结构优化提供了参考。

为实现一泵多级流量输出且不用减压阀实现一泵多压，设计了双定子力平衡轴向柱塞泵。介绍了其结构特点与工作原理，推导出该泵在不同工况下的理论排量、理论瞬时流量及合流量不均系数，分析了不同柱塞数对泵输出特性的影响以及滞后角对输出合流量的影响。结果表明：该泵能实现两种不同流量的输出；随柱塞的增多，其瞬时流量脉动性递减；当两单泵的柱塞数相同且均为奇数时，输出流量品质最高；合理控制滞后角可有效改善泵的波动性。

提出了力偶液压马达,在阐述多作用双定子力偶液压马达工作原理的基础上,探讨了多作用双定子力偶液压马达的理论转矩,深入分析了多作用双定子力偶液压马达的脉动特性及滚柱连杆数对其的影响,得出滚柱连杆数与转矩脉动之间的数学关系,滚柱连杆数小于等于8时,滚柱连杆数为偶数的液压马达产生的转矩脉动程度优于滚柱连杆数为奇数时的脉动程度;而滚柱连杆数大于等于9时,滚柱连杆数为奇数的液压马达产生的转矩脉动程度优于滚柱连杆数为偶数时的脉动程度。

基于等宽曲线双定子液压电动机的思想，将传统的凸轮转子叶片电动机改进为双定子结构．通过对双作用双定子凸轮转子叶片电动机的结构分析及工作原理介绍，在传统的凸轮转子叶片电动机的基础上，计算了这种新型液压电动机的理论排量，并由此推导出多作用凸轮转子叶片电动机理论排量的基本公式．分析了该液压电动机在转子转过不同角度时的瞬时转矩值，通过计算得出了内、外电动机在不同的组合方式下的转矩及转矩脉动系数．结果表明：内、外电动机不同的组合方式可以输出多种不同的转矩，且2个内电动机和1个外电动机组合工作时的转矩脉动最小，2个外电动机和1个内电动机组合工作时的转矩脉动最大．

通过双定子液压马达结构分析,提出了双定子液压马达差动连接的方法。在此基础上,分析了不同作用数的双定子液压马达差动连接方式,推导出不同差动连接下液压马达输出转速和转矩的表达式;针对双定子液压马达排量比例系数C对其差动连接方式的影响,分别找出了单作用、双作用以及多作用双定子液压马达中会使液压马达差动连接出现重复或死点现象的C的取值,得到了重复组数和死点数,为液压马达差动连接的理论研究提供了一条新途径。

在对双定子摆动液压马达工作原理分析的基础上，对该新型液压马达的差动连接方式进行深入研究与计算，得出在不同差动连接方式下该新型液压马达的输出转速与转矩的计算公式，结果表明：双定子摆动液压马达可实现不同的差动连接，且可作为一种调速方式扩大应用范围，这是传统摆动液压马达无法实现的。本研究还对影响双定子摆动液压马达差动连接的主要参数进行了探讨，为摆动马达的设计和选用提供了理论依据，为今后研究该新型摆动液压马达的差动连接奠定了理论基础。

提出了力偶原理液压马达,分别对不同作用形式下的3种力偶原理进行阐述,并以转子径向受力为出发点,分析了马达的叶片数与力偶的关系,得出叶片数为偶数的偶数作用液压马达以及叶片数能够被作用数整除的奇数作用液压马达才能称为力偶原理液压马达。最后以双定子力偶马达为例对转子的径向受力状况进行分析,建立双定子液压马达在4种不同工作方式下的转子径向受力数学模型,分析了马达在4种不同工作方式下的转子径向力特点,同时搭建实验平台对双定子力偶型液压马达样机进行了测试。结果表明,在4种不同的工作方式下,作用在转子上的径向力的大小以及作用位置均呈现周期性变化,且内、外马达差动工作时转子径向受力最小,内马达与外马达单独工作时分别次之,内、外马达联合工作时最大。