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.     

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。     

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．     

使用Mathcad对步进电机快速启动和停止运动控制的分析

步进电机由于应用场合的不同,其建模的方法有所不同。针对大转动惯量负载的快速启动和停止的运动控制,从步进电机模型入手,通过简化Leenhouts电路模型、引入驱动电路模型和动力学方程,建立了步进电机开环单节拍运动控制的分析方法。利用数学工具Mathcad实现建模,分析计算已知条件下电机运动控制的开环控制时间节拍,并给出了电磁转矩、角加速度、角速度和机械角度的仿真曲线。     

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.     

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。     

旋转电机电磁转矩的数值计算方法

本文提出直接利用电机电磁场数值解,计算旋转电机的电磁转矩,不需要求出电机的电磁参数或求解等值电路。文中利用本法计算了同步电动机的异步启动转矩特性。     

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。     

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。     

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。     

铝转子单边盘式感应电机的新型等效电路

铝转子单边盘式感应电机气隙较大,主要参数随半径变化,用传统电机分析法会造成较大误差,且无法准确描述铝转子中集肤效应的影响.采用一种新的电磁模型,利用分环计算和多层行波磁场模型有效解决了该电机存在的特殊问题,提高了模型精度.通过磁场分布计算得到电机的T型等效电路.分析了等效电路中电感和电阻参数.制作样机并通过空载试验和短路试验测定其T型等效电路参数,试验结果与计算结果误差较小,证明该方法能准确估算铝转子单边盘式感应电机的主要参数.计算电机电磁转矩随转差率变化的情况,高转差率下的实验转矩输出值与计算值接近.     

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。     

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。     

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。     

考虑转子磁场谐波的永磁同步电机双闭环非线性建模分析

为分析转子磁场谐波对电磁转矩的影响,同时准确模拟电机动态运行工况,在推导考虑转子磁场谐波非线性数学模型的基础上,建立考虑转子磁场谐波的Simulink双闭环非线性仿真模型,并与开环模型进行对比分析。得到转子磁场谐波使得电磁转矩中出现6K(K∈N)阶谐波成分,和6K阶以外的转速谐波成分。最后以目标电机为研究对象,进行动态高阶转矩试验测试。研究结果表明:该双闭环非线性模型的正确性,从而为电机动态运行工况下的转矩特性分析提供了一种准确、有效的建模方法。     

大功率盘式交流永磁同步电机电磁场分析

针对应用于石油钻井平台的510kW盘式交流永磁同步电机进行了建模,并分别从空载、负载、电感角度进行了三维电磁场仿真。建模中考虑了模型的对称性和周期性,将整体模型简化成1/4模型,从而显著减少了仿真的计算量。在电机空载状态下,得到了空载磁通密度分布,分析了永磁体极弧系数、槽口宽度和极槽配合对齿槽转矩的影响,通过优化,在永磁体极弧系数取0.85、槽口宽度取5mm、极槽配合取18槽16极时,得到了最小的齿槽转矩30.64N·m,这将有利于降低转矩波动,从而减小电机的振动和噪声,提高系统的控制精度和品质。在电机负载状态下,分析了不同电流激励源和内功率因数角下的电磁转矩波形:在恒转矩区,当相电流为550A、内功率因数角为22°、额定转速为1 600r/min时的电磁转矩为3.115kN·m;在恒功率调速区,当相电流为550A、内功率因数角为41°、转速为2 000r/min时,电磁转矩为2.577kN·m;在过载工作区,当相电流为1 140A、内功率因数角为47°、额定转速为1 600r/min时,电磁转矩为4.756kN·m,电机达到1.5倍过载。与同体积的其他电机相比,该电机的电磁转矩密度有显著提高,内功率因数角调整裕度也较大,能满足过载能力要求。此外,结合电机空载和负载求得的参数,绘制了盘式电机矢量图,求得同步电感值为0.31mH。     

基于纯电量计算的新型异步电动机转矩计算方法

提出了一种基于纯电量计算的异步电动机转矩的新方法.根据异步电动机数学模型及功率流程,建立了电机转矩与电磁功率、定子频率的关系表达式,进而实现了只需检测电机定子电压、电流、转速及功率因数即可准确辨识出异步电动机瞬时输出转矩的目标.仿真和实验结果证明了该方法的正确性和有效性.     

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。     

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。     

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.