多齿型定子的开关磁通永磁电机设计与仿真

提出了一种多齿型定子铁芯结构的开关磁通永磁电机,并建立电机参数化模型。以电机定/转子之间间隙、永磁体厚度、定子齿宽等参数作为分析变量,基于有限元分析软件对多齿型开关磁通永磁电机的气隙磁密、齿槽转矩等电磁特性进行分析,为直驱型纯电动汽车所用电机的设计及优化提供参考。     

异形槽转子异步起动永磁同步电机设计与起动性能分析

针对传统异步起动永磁同步电机起动性能不适合在一些大转矩场合应用,设计出一种异型槽转子的异步起动永磁同步电机,利用有限元分析软件Mawell14.0建立电机的有限元分析模型,分析异形槽电机的电磁特性与起动性能,并与传统电机进行比较.结果表明,异型槽转子结构的电机拖入同步转速快,电磁转矩大、起动性能更优越,更适合在抽油机与纺织机中应用.     

多相永磁无刷直流电机凸极效应的数学模型

考虑到多相永磁无刷电机转子磁路结构及气隙磁密波形对电机运行性能和控制策略的影响,需要建立准确的电机数学模型。该文根据永磁电机磁场的特性,推导了电磁转矩和反电势的一般表达式,建立了考虑凸极效应和气隙磁密谐波的多相永磁无刷直流电机数学模型,用有限元方法计算模型中的参数。结合一台样机进行了仿真和实验,结果表明该数学模型既准确反映了电机的性能,又可用于多相永磁无刷电机整个系统的仿真计算。     

高温高速永磁电机关键技术研究综述

为了全面且深入地介绍高温环境下高速永磁电机系统综合设计的相关技术问题,围绕电机的结构和设计特点展开了系统分析。针对高温环境下电机材料的物理性能和电气性能变化的问题,测试并分析了电工钢和永磁材料与温度之间的关系特性,揭示了电工钢的磁导率、铁芯损耗随温度升高而逐渐减小的规律;以绝缘材料与润滑系统的类型和耐温等级作为切入点,对比分析了不同温度下定、转子拓扑结构类型特点,提出了一种用于宽温度范围的爪极定子拓扑结构、低谐波多层不等匝绕组拓扑结构以及一体式自冷却复合式转子结构;总结了高速永磁电机转子支撑技术、机械特性计算与动力学分析和提升驱动控制技术动态性、抗扰性等关键性问题;对包括高性能磁性材料、新型工艺加工方法、新型拓扑结构设计等在内的高温高速永磁电机的未来发展趋势与热点进行了展望。     

四足机器人电驱关节用轴向磁通永磁电机设计

针对现有四足机器人电驱关节用径向磁通永磁电机存在轴向尺寸长、转矩密度低的缺陷,基于电驱关节对电机的性能指标要求,提出了一种采用双定子单转子结构的轴向磁通永磁同步电机电磁设计方案。采用Maxwell软件建立了电机的三维有限元模型,进行了电磁仿真分析。仿真结果表明：轴向磁通永磁电机额定功率为260 W,额定输出转矩为2.53 N·m,电机效率为85.36%;峰值功率为630 W,峰值转矩为7.52 N·m,仿真结果满足电机性能指标要求。对轴向磁通永磁电机与径向磁通永磁电机在相同工况下的转矩进行分析,轴向磁通永磁电机输出转矩高于径向磁通永磁电机。该轴向磁通永磁电机电磁方案为四足机器人电驱关节用电机的高转矩密度、高功率密度设计提供了新的思路。     

磁场调制型永磁容错轮缘推进电机设计与优化

针对永磁容错轮缘推进电机定子槽数过多、电机质量较大、转矩密度较低的问题,提出一种磁场调制型永磁容错轮缘推进电机结构.采用解析法分析了电机的工作原理,采用单参数扫描法研究了定子关键结构参数对电感和反电动势的影响,采用响应面法和多目标遗传算法对电机进行优化,得到最优的定转子参数.利用有限元仿真软件分析了电机的气隙磁密、反电动势、电磁转矩以及容错性能.结果 表明,磁场调制型永磁容错轮缘推进电机具有更高的转矩密度和更强的故障容错能力.     

永磁辅助外转子开关磁阻电机转矩增强的等效磁路分析

为了实现电磁转矩的增强,文章提出了一种在定子槽口增添永磁体的新型永磁辅助外转子开关磁阻电机.首先分析新型电机的结构和工作原理,用等效磁路法建立混合励磁等效模型,并证明增添永磁体后,气隙磁链增大和定子磁链减小.其次建立电磁转矩的平衡方程,并分析了电机的三种励磁工作模式.然后仿真分析永磁体厚度对电磁转矩和齿槽转矩的影响,验...     

飞轮储能用Halbach阵列定子无铁心无轴承永磁电机的设计

为了有效简化系统结构,提高系统功率密度和效率,提出一种外转子Halbach阵列定子无铁心无轴承永磁电机应用于飞轮储能系统的电动机/发电机.阐述了外转子无轴承永磁电机的工作原理;分析了Halbach阵列永磁转子的结构和性能;通过有限元方法对电机的气隙磁场、反电动势、径向悬浮力、单边磁拉力和电磁转矩进行计算和分析;最后采用场路耦合瞬态有限元法分析了无轴承永磁电机的转子涡流损耗.仿真结果表明,与传统的无轴承电机相比,Halbach阵列定子无铁心无轴承永磁电机在气隙磁场、反电动势、径向悬浮力、单边磁拉力、电磁转矩以及转子涡流损耗方面表现出更好的性能,适合应用于飞轮储能系统.     

双凸极永磁电机结构尺寸对性能的影响

提出了一种新型12/8极的双凸极永磁电机,该电机定转子铁芯均由硅钢片叠压而成.通过2D有限元计算和仿真分析了电机的结构、基本工作原理和非线性建模,并讨论了电机结构尺寸变化对其性能的影响,如定子磁轭厚度、转子极弧宽度和转子斜槽角度.最后对电机的控制策略进行了优化.     

凸极式永磁同步电机电磁功率和电磁转矩

永磁电机是联系机械系统和电系统的一种旋转机械。而机械系统和电系统是通过磁场的作用联系在一起。也就是说磁场是机械系统和电系统两者转换的媒介;是电磁功率(电磁转矩)产生的根源。电机学中以双反应理论为基础,求出凸极同步电机的电磁转矩公式。但是它把三相绕组的自感、互感关系一并考虑在合成磁势之中,掩盖了电机各感应系数随时间周期变化的物理实质,这对进一步研究电机在过渡过程及其复杂运行下电磁转矩、能量关系等均有局限性。因此我们从磁场能量相绕组之间的耦合关系,推导出凸极同步电机电磁转矩公式,有助于我们理解同步电机内部的电磁过程。 永磁同步电机的转子磁场是永久磁铁产生的,该转子磁场对定子线圈和铁芯的影响是与电磁铁等效的,我们便可以用一个近似的等效方法计算转子为永久磁铁的电机,用磁场能量和绕组之间的耦合关系,推导出凸极式永磁同步电机电磁转矩公式。     

FOYT53-6型稀土永磁同步电动机磁场有限元计算

由于稀土永磁电机转子中永磁材料的存在,便得传统电机设计的方法无法满足设计要求,因此应将有限单元法应用在永磁电机的设计计算中,本文以一台FOYT53-6型稀土永磁同步电动机作为设计实例,并经实验验证,证明用有限元法设计,计算永磁电机具有较高的精度,计算方法是正确的。     

复合转子永磁同步电机永磁段计算长度的研究

本文用分离变量法研究了用于“弱磁”扩速目的复合转子结构永磁同步电机的永磁段计算长度，阐明了永磁体长度和高度，磁阻段长度以及中间间隙长度对永磁体计算长度的影响，获得了永磁体计算长度的经验公式，已用于实际电机设计。     

可变磁通永磁游标电机设计及静态特性分析

为实现永磁电机在体积和槽数不增加情况下产生低速大转矩输出,将混合励磁概念引入永磁游标电机,提出了一种新型可变磁通永磁游标电机。通过将磁通调制极引入到电机定子齿以及在相邻磁通调制极间布置励磁绕组,实现了电机磁通可控,从而保证在增磁及弱磁过程中宽调速范围运行。分析了其工作原理,采用时步有限元方法计算了电磁特性,包括空载永磁磁链、空载感应电动势、齿槽转矩和输出转矩,对其增磁弱磁过程进行了分析。制作了一台1 kW样机;并对其静态特性进行了测试。结果表明该电机具有转矩密度大、齿槽转矩小、调速范围宽特点,适用于风力发电、电动汽车领域。     

双馈电机无速度传感矢量控制调速系统的研究

提出了一种新型的基于转子力矩电流反馈机制的双馈电机无速度传感器矢量控制方案以实现高性能低成本双馈电机调速系统。该方案通过测量转子侧电压和电流,实时计算出电机转子力矩分量,通过与电机给定转子力矩电流分量比较,得出转差频率的补偿值,并用于矢量控制系统。该方案计算工作量较小,且仅需测量转子侧的电压和电流作为反馈量。文中从理论上分析了这种控制方式的工作机理,与传统矢量控制系统的异同点,并提出了具体的实现方式。理论分析和数字仿真试验证明了该方案的可行性。     

基于非线性等效磁路模型的水轮发电机组转子系统电磁磁力减载分析

为提高水轮发电机组转子系统的电磁减载力,充分考虑磁路饱和情况的影响,建立了电磁减载装置的非线性分段等效磁路模型,将粒子群算法应用到该磁路模型的求解中。以HL100-LJ-210水电机组为实例,分析了其电磁减载力随电路的变化规律。通过有限元法验证了该计算方法的可行性;利用该方法对磁路饱和情况进行估计;并针对装置存在的磁饱和问题提出了相应的解决措施,有效地提高了电磁减载力,为改善水轮发电机组推力轴承运行条件提供了理论依据。     

新型12/8极双凸极变速永磁电机的设计与分析

提出了一种新型12／8极双凸极变速永磁DSPM电机，它集永磁无刷直流PMBLDCM电机和开关磁阻SRM电机的主要优点于一身，加上其独特的转子斜槽和12／8极结构，该电机具有功率密度高、用铜量小、绕组电阻小和转矩脉动小等优点。用有限元法（FEM）对该电机的磁场分布、永磁磁链、反电势和电感特性进行了计算和分析，计算中考虑了永磁磁场和电枢反应的相互作用，样机实验结果验证了理论分析的正确性。     

Dynamic Response during the Online Compensation of Misalignment Based on Auxiliary Electromagnetic Support

A new support structure, named auxiliary electromagnetic support, is introduced to adjust the position of rotor shaft online. The auxiliary electromagnetic support consists of sliding bearing, iron core, radial spring, pedestal and electromagnet that could adjust the rotor position. In a rotor system adopting two auxiliary electromagnetic supports, the online compensation of misalignment was achieved without stopping work. Using the proposed auxiliary electromagnetic support, the analytical solution of dynamic response was obtained by analyzing a simulated single-degree-of-freedom（SDOF） system. And the dynamic response of the multi-degrees-of-freedom（MDOF） system in the experiment is acquired using Newmark variable step-size integration method. Further the new design is tested in a symmetrical single-disk rotor-bearing system. With both the theory analysis and the experimental results, some conclusions are obtained about the relationship between the vibration and the system damping which are related to system stability.     

机铁耗磁体斜边永磁电的解析计算

在Slemon和Xian Liu表面置磁型永磁电机改进铁耗算法的基础上,分别推导了考虑磁体边缘斜角时定子齿与轭的磁通密度的幅值及其时间变化率的表达式,结合涡流损耗的基本概念,分别提出了永磁电机定子齿与轭的平均涡流损耗密度的解析计算方法,由此建立了永磁电机铁耗的解析模型。经实验测试和分析可知,实验结果与模型计算结果基本吻合,证明此方法正确、可靠。解析法计算精度高,与电机尺寸及材料属性的关系明显,为永磁电动机的设计和优化提供了有力的工具。     

两种同步电机实时仿真模型

介绍了应用Matlab/Simulink软件 ,实现对同步电机的动态实时仿真 .根据同步电机在abc坐标下的数学模型 ,建立了同步电机在dq0坐标下的数学模型 ,再根据该数学模型利用隐式欧拉法将数学模型中微分方程部分进行变换 ,形成另一种同步电机数学模型 ,这两种数学模型均考虑d轴上励磁绕组和阻尼绕组间互漏磁通 .利用Simulink软件构建了两种同步电机仿真模型 ,实现了对同步电机的动态实时仿真 .将这两种仿真模型应用于简单电力系统的动态实时仿真试验 ,并讨论了仿真方法的稳定性 .仿真试验结果表明 ,所提出的仿真模型和仿真的方法是正确的 .