永磁直线振荡电机各种励磁磁场的有限元分析

采用轴对称有限元法分析了动铁芯式直线振荡电动机的磁场,编制了可视化轴对称非线性磁场有限元法分析程序,分析了各种磁场的磁力线分布,包括永磁体产生的磁场、两线线圈分别作用后的磁场、以及铁芯移动在各位置上的磁场。分析结果具有较高的精度,为合适的励磁电流的选择,提供了极大的方便。本文这些分析为进一步进行推力计算、控制线路设计提出了理论依据。     

永磁直线无刷直流电动机的建模与仿真

从永磁直线无刷直流电动机(LPMBDCM)的基本原理出发,利用MATLAB/SIMULINK中的S Function模块,构造了永磁直线无刷直流电动机的数学模型.利用二维有限元法结合时步法和能量摄动法计算出电机的反电势和电感,合理地考虑了由于LPMBDCM的边端效应造成的磁链和反电势不对称.用该模型分析电机的动态性能,得到了电机运行时的相电流、推力和速度曲线.仿真结果与基于ANSOFT二维有限元计算的结果吻合较好,验证了该模型的正确性.该模型具有运算速度快、简单易行等优点,为今后该类电机控制策略的研究及具体实现提供了新的途径.     

基于粒子群优化算法的永磁直流电动机设计

在介绍粒子群优化算法并利用Shubert函数对其有效性进行数值验证的基础上,将其应用于永磁直流电动机的优化设计,分析了优化目标、优化变量和约束条件,在此基础上研发了相应的优化设计软件,并分别以高效率和低成本为目标,应用粒子群优化算法对1台2 kw的永磁直流电动机进行了优化设计,使其效率提高了2.04%、材料成本降低了7.85%.结果表明,粒子群优化算法对永磁直流电动机优化设计是实用有效的,可为其产品设计提供一种良好的新方法.     

永磁直线同步电动机的稳态分析

通过对一种平板单边永磁直线同步电动机样机的电磁场分析 ,得到了较简便的关于其磁场、力和参数的求解方法 ,经实验验证 ,计算结果较为满意。     

永磁直线波力发电机的磁场分析与参数计算

为了直接把海洋的波浪能转换为电能,提出了一种永磁直线波力发电机。设计了电机的结构。以一个定子模块数为3,振子永磁体磁极数为5的直线发电机为例,采用电磁场有限元方法分析了电机磁场和空载感应电动势,求解发电机定子绕组的电感参数,计算了发电机的功角特性曲面。对感应电动势的实验结果与计算结果进行比较,相对误差为6.8%。该型永磁直线波力发电机在振子速度为0.9m/s时最大输出功率可达80W,能够有效利用海洋波浪能发电。     

永磁式直线同步电机的特性分析

介绍了一种永磁直线同步振动电机的工作原理，并采用解析和数值两种方法对这种电机方波电压激励时运动特性进行了分析，得出一些有关这类电机运动特性的结论，并通过实验加以验证，分析方法和分析结果可为这种电机的设计，控制和应用提供参考。     

ZD系列雨刷器永磁直流电动机电枢电流计算

ＺＤ系列永磁直流电动机在高速位置时电枢的两支路属不对称状态下运行。此时电枢两支路电流不平衡。文中介绍了两支路电流的关系式和电枢电流的计算方法。并用例题说明了方法的正确性。     

轴向磁场无铁心永磁无刷直流电动机设计

为了提高轴向磁场无铁心永磁无刷直流电动机设计的准确性,提出了利用电磁场有限元软件与磁路法相结合的方法设计该电机.结合轴向磁场无铁心永磁无刷直流电机的电磁结构特点,首先利用磁路法推导了该电机的尺寸设计方程,分析了电机设计中的各种损耗,并根据流程图编制了设计程序,对额定功率为40 W的小型电机提出了设计方案.利用三维有限元分析软件对设计方案中的关键参数(永磁体厚度、极对数与极弧系数)进行了仿真与分析.结果表明:当永磁体厚度为6 mm,永磁体极对数为4时,电机气隙磁密相对最大且磁密增长率较快;当极弧系数为0.7时,感应电动势基波幅值最大.最后设计了样机,利用三维有限元分析方法验证了样机设计的有效性.     

永磁电动机的设计和优化

变速永磁电动机的应用范围日益扩大，本文旨在为此类永磁电动机的优化设计提供一个基础，首先，为近似分析转矩、损耗、热特性，及功率因数控制提出设计模型，然后将这些模型应用于序贯无约束极小化方法（ＳＵＭＴ）的优化程序。优化设计的准则是：在使用期内总的造价（包括各种损耗费用）最低，优化永磁电动机的高效率和大的功率／重量比，导致预期的总造价明显低于异步电动机。     

两种永磁直线直流电机的结构及磁场分析

对试制的两种永磁直流直线电机(简称LDM)的构造、动作原理，从应用的角度进行了分析和说明，并对其中由空心线圈构成的LDM单侧气隙磁场的计算公式进行了推导。实验证明，样机动作连贯，速度均匀，设计合理，可适用于多种自动控制领域。     

一种永磁直线电机的永磁体阵列设计

针对一种无铁心单边永磁直线电机的结构形式，推导了工作气隙磁场的二维解析解，用于电机阵列类型、永磁体厚度和永磁体占空比等结构参数的设计．解析计算表明，在该直线电机结构形式下，永磁体阵列采用常规阵列就可以得到与分段Halbach阵列接近的磁场，使电机的加工与装配得以简化，这与ANSYS有限元计算结果一致．该分析直线电机磁场的方法仅需修改边界条件，就可用于铁心直线电机的设计．基于文中的分析，实现了一个直线电机驱动的单自由度工作台，其行程为27mm，移动件的质量为1．4k，最大加速度为11．5m／s^2．     

一种直流永磁电机温升模型的验证与研究

 电机损耗不仅会使电机效率降低,而且会使电机发热,电机各部件温度高于环境温度的差值,被称为电机的温升。电机的损耗越大,发热越快,温升越高,进而加速电机的绝缘老化损坏,降低电机的使用寿命。因此,对电机进行温升预测显得尤为重要。本文研究了一种直流永磁电机温升模型,该模型中提出温升与电机运行时间呈指数函数关系。根据电机温升公式,拟合出电机温升曲线,并通过与电机碳刷部位实测温升曲线的对比,验证了该电机温升模型的准确性,从而可将该模型应用于电机温升的实时监测。由于车窗升降电机属于反复短时工作电机,本文着重研究了短时工作制下电机的升温与降温模型,通过升温降温曲线的拟合来实时监测电机的温升。     

电动汽车用内置式永磁无刷直流电机设计研究

设计一台电动汽车用内置式永磁无刷直流电动机,分析气隙尺寸、永磁体厚度、定子绕组匝数等主要结构参数对电机效率、转矩电流比的影响,针对电动车辆复杂的工况对比分析不同负载率下电机的运行性能,完成优化样机研制及测试.研究结果表明:在机械加工能力允许的前提下,适当减小气隙长度可提高电机低速区性能;在兼顾成本的同时,适当增加永磁体用量可提升电机整体性能;适当减少绕组匝数可提高电机高速区性能,但会导致低速区的转矩电流比下降.电机在额定负载时整体效率最高,说明设计方案对额定点的选取合理;转矩电流比随负载率的增加而增大,分析认为这与输出转矩中的磁阻转矩分量有关,这是内置式永磁电机与表贴式永磁电机的一个重要区别,设计需要特别注意.样机测试结果表明:恒转矩区和恒功率区的转矩、功率都满足驱动系统要求.     

车辆用永磁起动机的计算机辅助设计

从计算机辅助设计的角度出发，首先给出了永磁起动机工作瞬态的性能计算方法，然后开发了永磁起动机计算机辅助设计软件，最后利用试验结果对计算方法进行了全面考核，证明了方法的正确性和有效性。     

永磁电机气隙磁场的解析分析

提出了一种永磁电机气隙磁场分析的解析法，实验结果验证了本文解析法的正确性。该方法简便实用，适用于工程设计。     

用等效磁网络法与有限元法计算永磁电机参数的比较

应用等效磁网络法与有限元法对永磁同步电动机的参数进行了分析计算,并加以比较．等效磁网络法是一种介于等效磁路法和有限元法之间的分析方法,原理简单,实现方便,计算精度高于等效磁路法,计算时间少于有限元法．磁网络中各单元的划分可以形成规范化,前后处理工作量小,便于对不同磁路结构的永磁同步电动机进行计算．二维有限元法计算精度高,但计算过程复杂繁琐．两种方法各有其特点,在实际计算中,应根据不同情况应用不同的方法．     

永磁同步电机的直接转矩控制及其数字仿真

分析了直接转矩控制的原理，在此基础上探讨了其在永磁同步电机控制中的应用，并对直接转矩控制系统进行了数字仿真。结果表明，与传统的控制方法相比，该控制方法起动时间短、响应速度快，具有更好的动、静态性能。