考虑铁芯磁饱和的开关磁阻电机电感及转矩解析建模

针对开关磁阻电机电感的非线性问题,提出了一种开关磁阻电机非线性电感解析计算模型,并在此基础上完成了电磁转矩的解析计算。运用分布式等效磁路法并考虑铁芯磁饱和的影响,通过分别确定各条磁路中气隙和铁芯的等效长度及磁导率,建立了含电机参数的非线性电感解析模型,并通过电感的有限元仿真结果验证了解析模型的准确性。在利用该电感解析模型求解得到磁链曲线族的基础上,使用能量法对电磁转矩进行了解析计算,并将电磁转矩的解析结果与有限元仿真结果进行了对比,结果表明:建立的非线性电感解析模型能够准确地预测出电机的动态电感,相对误差在9%以内,电磁转矩峰值处误差在6%以内,提出的电感解析模型能够获得较高精度的电感和转矩解析结果。     

混合式步进电动机的谐振特性

研究了混合式步进电动机的谐振特性，指出由于各种不对称因素的影响使得电机的谐波电磁转矩比较丰富，谐波电磁转矩的存在导致电机产生振荡，其中２次谐振的强度比较大，给出了谐振点的计算方法，谐振点的计算值与实测值相符。     

电网谐波对大功率矿用电机电磁转矩影响的分析

当煤矿电网供电系统含有谐波分量时,矿用电机的气隙中存在时间谐波磁动势,从而导致矿用电机转子上不仅有基波电流产生的电磁转矩,还有谐波分量产生的附加谐波转矩。首先,采用频域法分析了谐波电磁转矩产生的机理,该方法可以单独计算所有可能的谐波转矩,使谐波转矩产生的物理概念十分清晰。其次,结合有限元软件(MagNet)仿真,分析了大功率矿用电机在不同电网谐波幅值下的脉振电磁转矩。分析表明:电网谐波电压越大,谐波脉振转矩的峰值越高。分析结果对于防爆电机的设计和制造有一定的参考价值。     

混合式步进电动机的谐振特性

研究了混合式步进电动机的谐振特性，指出由于各种不对称因素的影响使得电机的谐波电磁转矩比较丰富，谐波电磁转矩的存在导致电机产生振荡，其中２次谐振的强度比较大．给出了谐振点的计算方法，谐振点的计算值与实测值相符．     

内置式Halbach永磁同步电机的参数敏感度分层优化设计

针对内置式永磁同步电机齿槽转矩和转矩脉动大引起的振动噪声问题,提出一种转子开辅助槽的内置式Halbach永磁同步电机结构。首先,计算电机电磁转矩、气隙磁密、齿槽转矩的解析函数,并建立电机仿真模型。其次,利用参数敏感度和中心复合设计响应面相结合的分析方法对电机结构参数进行分层优化,两层分别采用最大最小蚁群算法和参数扫描法寻优。最后,将优化后的结构与相同永磁体体积的普通V型、倒三角型和倒三角开槽型3种电机的电磁性能进行对比。结果表明：所提出的内置式Halbach开槽型永磁同步电机在不损失电磁转矩的基础上,大幅度降低了齿槽转矩,抑制了转矩脉动,改善了气隙磁密和反电势波形的正弦度,有效提升了电机的电磁性能。     

异步电机启动过程中的电磁转矩振荡研究

电机启动过程时,电磁转矩将发生振荡,电磁转矩振荡将对电机的机械和电气性能产生影响。讨论了电机启动过程中引起电磁振荡的原因,分析了影响电磁转矩振荡幅值和频率的因素,并建立了基于dq0坐标变换的simulink异步电机模型,对电磁转矩振荡的过程进行仿真。     

双绕组发电机交直流同时突然短路的电磁转矩

为了能在设计阶段预测双绕组发电机交直流同时突然短路的电磁转矩,参照三相电机突然短路的分析方法,给出了交变转矩和平均转矩以及总电磁转矩的解析式,并通过电路模型仿真的方法进行了间接验证。该论文所得双绕组发电机交直流同时突然短路电磁转矩的计算式特别适合于工程应用;提出的分析方法也可用于双绕组发电机直流侧短路等电磁转矩的分析。     

用电磁场动量理论证明电机电磁转矩公式的统一性

旋转电机中的电磁转矩通常都是根据安培力定律f=Bli导得的。本文从动量守恒定律出发,利用广义洛伦兹力公式推导了电机转子受力和电磁转矩的一般公式,同时证明了旋转电机电磁转矩公式的统一性。     

轴向磁通无铁心永磁同步电机性能分析

介绍了一种轴向磁通盘式无铁心永磁同步电机及基本运行原理,根据基本理论对采用分布式集中绕组电机的电磁转矩进行了计算.基于电机的三维有限元模型主要针对电机的三维磁场分布、电磁转矩特性进行了研究,并与传统的有铁心永磁同步电机进行了详细的对比分析,总结了此类电机参数和转矩特性的一些特点.最后通过实验对本文的仿真结果进行了论证,证明了仿真方法的有效性.     

磁阻转矩与磁阻电机

电磁转矩按其产生的方式可分为动圈转矩和磁阻转矩两大类别,其数值可根据能量守恒定律用任选位移法计算.本文对磁阻转矩和磁阻转矩电机运行中的基本能量过程进行原理分析,提出磁阻转矩的正确的计算式,并证明磁阻转矩的数值与磁场储能在任选位移方向上的变化率无关.文中还证明了磁阻电机是恒功率电机,因此,低速磁阻电机能够获得较高的利用系数.     

用坡印亭矢量统一推导交流和直流电机的电磁转矩公式

本文运用坡印亭矢量,推导了电机电磁转矩的一般公式,并进一步统一导出了交流电机和直流电机电磁转矩的常用计算公式。     

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。     

混合动力汽车电机转矩控制系统的仿真

为了改善混合动力汽车驱动系统性能，在直接转矩控制原理的基础上提出了一种基于误差等级控制感应电机的转矩控制策略。该策略以电机定子磁链误差等级、电磁转矩误差等级及磁链位置角作为控制变量，根据直接转矩控制原理制定控制规则来选择开关状态，这样不仅能简化控制系统、实现准确控制，而且还避免了大量的计算，提高了系统瞬态时的转矩响应。利用MATLAB软件进行仿真分析，其结果表明：该方法能使电机高效、稳定、快速地产生电磁转矩，是一种理想的混合动力汽车控制策略。     

改善无刷直流电机电磁转矩脉动的

为改善方波电机电磁转矩脉动。针对方波电机调速系统换向过程中由续流二极管和电感引起的电磁转矩脉动进行了分析研究,提出了利用电流变化率加快换向过渡过程改善方波电机电磁转矩脉动的数字控制方法。最后作了仿真和试验,取得较满意的效果,并证明了该方法的可行性。     

改善无刷直流电机电磁转矩脉动的数字控制方法

为改善方波电机电磁转矩脉动,针对方波电机调速系统换向过程中由续流二极管和电感引起的电磁转矩脉动进行了分析研究,提出了利用电流变化率加快换向过渡过程改善方波电机电磁转矩脉动的数字控制方法,最后作了仿真和试验,取得较满意的效果,并证明了该方法的可行性。     

双极永磁球形电动机的电磁模型及磁场分析

分析了双极永磁球形电机的电磁关系，将不对称绕组折算为对称绕组，建立了电机的电磁模型：电压方程式、磁链方程式和电磁转矩方程式．表明在dqp系中该电机内部电磁关系易于解耦，容易实现对转子位置的控制．并用三维有限元方法分析和计算了该电机的磁场．所得结果表明，电机内部磁场基本正弦分布，电磁模型建立方法正确．     

基于有限元模型的开关磁阻电机转子静态偏心对电磁转矩影响研究

分析了SR电机运行原理和转子静态偏心模型,建立了SR电机的相电流、旋转角度与电磁转矩之间的数学模型。借助有限元建模软件,通过数学模型之间的参数关系设定SR电机的初始值。通过在SR电机转子静态偏心的不同条件下,采集电磁转矩输出误差,得出了轴心偏离值变大的同时输出电磁转矩偏差变大,电机运行呈现不规律性,任由其继续发展会导致严重故障的结果。     

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。     

削弱新型永磁步进电机齿槽转矩的不同设计措施及其对比

齿槽转矩是引起永磁步进电机振动、噪声甚至影响其安全运行的主要因素.在描述该种电机结构的基础上,研究了供电方式对电磁转矩的影响,分析了削弱永磁步进电机齿槽转矩的不同设计措施,给出了其齿槽转矩的数学表述.以一台永磁步进电机样机为例,用有限元法计算了几种不同设计措施对电机齿槽转矩的影响,并进行了对比研究,从而为该种电机的设计提供了可以借鉴的理论依据.图8,表1,参8.     

一种抑制无刷直流电机转矩脉动的调制方法

针对无刷直流电机存在较严重的转矩脉动问题,提出在换相区采用三相绕组共同调制方法来减小换相转矩脉动;在导通区,采用滞环比较原理实现对电机转矩、磁链的跟踪控制,从而消除非换相转矩脉动。在电机转矩与输入能量之间建立联系,按照单周期控制思想,使系统能够准确控制输入能量,进而准确控制电机转矩。仿真和实验结果表明,相比于传统的控制方法,采用转矩脉动抑制方法,在换相区和导通区内的电流和电磁转矩波形都更平稳。并且当电机转速变化时,采用传统控制方法得到的电流和电磁转矩会产生波动;而采用脉动抑制方法时,电机转速变化对绕组电流的影响不大,电机能够相对稳定地输出电磁转矩,验证了文中理论分析的正确性和有效性。