一种新型混合励磁爪极同步发电机结构及特性研究

针对电励磁爪极电机功率密度低、永磁爪极电机磁场调节困难的问题,研究了一种新型的混合励磁爪极同步发电机.根据电机学原理,利用磁路的计算方法和三维有限元分析计算方法对该电机进行仿真计算,探讨其空载特性和调节特性,分析比较了该电机与电励磁爪极电机和永磁爪极电机的性能差异.研究结果表明:(a)相对于电励磁爪极电机,该电机实现了励磁电流的双向控制;相对于永磁爪极电机该电机使得输出电压可调.(b)在更宽的负载范围内实现了保持输出电压恒定.     

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。     

永磁同步伺服电动机的磁场分析与参数计算

为了更有效地对永磁同步伺服电动机进行设计和分析,需准确进行电机的磁场分析和参数计算。该文以一台定子为集中绕组、槽/极比为9/6、转子磁极为径向充磁圆筒形磁极等结构特点的永磁三相同步伺服电动机为例,分析了其磁场的分布情况,给出了电机的磁场分布图;对用电磁场数值计算来求解电机的空载反电动势进行了研究和分析;同时对如何求解电机的定子绕组电感进行了研究。计算结果与实验所测的结果吻合较好。该文提出的磁场分析和参数计算方法,对这类结构的永磁伺服电动机的设计和分析具有很好的参考价值。     

磁悬浮球体磁阻电机的三维磁场分析

磁悬浮球体磁阻电机的磁场分析计算是比较复杂的问题,因为其定、转子结构和磁场分布呈现三维性.通过三维磁场数值计算,对磁悬浮球体磁阻电机的磁分布进行分析,绘制出电机定子在不同电流下定子凸极与转子凸极不同位置的磁通密度分布曲线.     

SMC爪极永磁电动机的设计特点

在简要分析开发软磁铁粉材料 (SMC)永磁电动机前景的基础上 ,设计并制造了一台以SMC材料为定子铁心的爪极永磁同步电动机 ,建立了电机的等值磁路图并进行了磁场分析 .采用三维有限元数值方法进行了磁场计算 ,计算结果得到样机试验结果的验证 .介绍了SMC爪极永磁电动机样机的结构及设计特点     

SMC爪极永磁电动机的设计特点

在简要分析开发软磁铁粉材料（ＳＭＣ）永磁电动机前景的基础上,设计并制造了一台以ＳＭＣ材料为铁心的爪极永磁同步电同,建立了电机的等值磁路图并进行了磁场分析,采用三维有限无数值方法进行了磁场计算,计算结果得到样机试验结果的验证,介绍了ＳＭＣ爪极永磁电动机样机的结构及设计特点。     

新型聚磁式横向磁场永磁推进同步电动机

针对现有的各种聚磁式横向磁场永磁电动机的定子结构较为复杂的问题,该文提出了一种新型聚磁式横向磁场永磁推进同步电动机结构。其主要特点是转子永磁体磁极采用三面墙式聚磁式结构,定子铁心由U形硅钢叠片构成,在提高了气隙磁密的同时简化了定子铁心的结构。利用三维电磁场有限元数值计算对该种电机的磁场进行了分析,并根据磁场分布计算了该种电机的电磁参数。实验结果与计算结果吻合较好。新型横向磁场永磁推进电机在保证电机性能的基础上简化了定子铁心结构。     

新型永磁转子偏转式三自由度电机磁场特性分析

在简述永磁转子偏转式三自由度电机的工作原理和优越性能的基础上,针对该新型永磁多自由度电机的结构提出了气隙磁场的计算方案,建立了球坐标下标量磁位和气隙磁通密度的计算公式。同时基于三维有限元软件,建立起转子磁场模型并进行仿真计算,给出了不同充磁模式下的磁通密度分布情况,与解析计算结果进行了对比验证。理论分析和计算结果表明了所设计结构的有效性,转子易于实现三自由度偏转运动,其结果可为进一步的研究和实验设计提供借鉴和参考。     

永磁爪极步进电动机运行特性及其控制

由于永磁爪极步进电动机特殊的爪极结构,磁场分布情况较为复杂,在理论分析和设计制造上与一般步进电动机不同。根据永磁爪极步进电动机的特殊结构,讨论了电机的矩角５特性、牵入性与牵出特性,并对样机的最大转矩和空载起动频率进行了样算,最后对永磁爪极步进电动机的驱动控制系统进行了分析。实验结果与理论分析吻合。     

非均匀磁极盘式无铁心永磁ISG电机设计与分析

为了提高集成式起动-发电机(ISG)的输出特性,降低电机成本,利用Halbach阵列永磁体理论,结合盘式电机三层叠式绕组技术,提出非均匀极弧长度Halbach盘式无铁心永磁ISG电机。首先,分析了电机结构及特点和电磁场计算过程。其次,以电机气隙磁场分布作为设计指标,利用三维有限元分析软件对电机的永磁体极弧比例、电枢直径比、转子轭部厚度等结构参数进行参数化优选。与预估结构参数对比表明:优选后电机永磁体主副磁极比例为5∶2∶1∶2时,气隙磁密基波幅值提高了9.72%。三层叠式绕组可增加线圈有效边长度,提高气隙磁场利用率,感应电动势平均值增加了8%。     

SMC爪极永磁同步电动机的参数与性能计算

在电机磁路计算与磁场三维有限元数值分析的基础上,进行了以软磁复合(SMC)材料为定子铁心的爪极永磁电动机的优化设计和性能仿真研究,实验结果与理论计算有较好的一致性．     

基于Maxwell的悬挂式无刷爪极电励磁发电机磁极参数优化分析

悬挂式无刷爪极发电机具有励磁调节方便、无附加磁路气隙、磁路对称、工作可靠等优点,同时也存在漏磁系数大、发电效率较低的问题。通过对悬挂式无刷爪极发电机磁极结构尺寸的参数化分析,实现磁极参数的优化和发电效率的提高。利用有限元软件对发电机不同参数建模仿真,结果表明:与法兰盘相连的弯折半径是决定磁路磁场饱和的主要因素;磁极厚度、极弧系数等磁极参数存在最优取值范围,优化后发电机主气隙峰值磁密提高、平均值增大,发电效率提高。补充了悬挂式无刷爪极电机的仿真分析基础,可据此对相关参数进行匹配设计。     

爪极永磁同步电动机脉动转矩的计算

脉动转矩的准确计算是爪极永磁同步电动机优化设计的基本前提之一 .在电机内磁场三维有限元数值分析的基础上 ,采用虚位移和麦克斯韦张量两种不同的方法计算了电机的脉动转矩 .计算数据和实验结果符合得较好 ,证实了磁场分析方法的正确性 .     

Experimental Study and Numerical Simulation of the Casting-Forging Complex Near Net Forming of Alternator Claw-pole

As a newly developed precision technology, casting-forging complex near net forming process is utilized to produce complex components with a short lead time, low cost and high precision, thus to accelerate the response speed of the market and enhance the competitive power of products. In this paper, the casting-forging complex near net forming process of alternator claw pole was developed and investigated with a combination of experimental and numerical simulation method. Qualified near net workpiece was manufactured, mechanical parameter and relative field information during the forming process was also obtained. While the alternator claw-pole is processed with this technology, the forming force is small, the process is short and the quality of forgings is perfect. Therefore, the complex casting-forging near net forming process of claw-pole is an energy and material saving technology, which will have a vast developing and application prospect in the future.     

车用爪极发电机的不同部件对气动噪声的影响

为了明确车用爪极发电机在高转速下不同部件对气动噪声的影响，对车用爪极发电机的气动噪声进行了数值模拟研究，并进行了车用爪极发电机的空载声功率实验，验证了数值模拟的准确性；采用有无前后风扇、爪极，采用圆柱包络体代替爪极方案确定各阶次噪声的来源，明确了前后风扇、爪极对不同阶次噪声的贡献水平。结果表明：在高转速下偶极子是主要噪声源类型；前风扇主要影响8,10,12和16阶次气动噪声，去除前风扇12,16阶次噪声分别降低了6.54 dB(A)和9.04 dB(A);后风扇主要影响6,8和10阶次噪声，去除后风扇噪声分别降低了11.75,2.42,7.38 dB(A);有无爪极对气动噪声影响较小，但采用圆柱包络体代替爪极对气流流动会产生影响，使8阶次噪声有一定变化，这也表明前后风扇是气动噪声产生的重要源头。     

偏转系统的计算机模拟与优化

在偏转系统的计算机辅助设计中应用商用电磁场计算软件ＥＭＡＳ与表面磁荷法相结合计算空间任意一点磁场、用龙格－库塔法计算电子轨迹、用局部优化法进行偏转系统优化的计算方法,该方法在多磁极偏转系统的计算机辅助设计中得到了良好的应用。     

磁编码器多极磁鼓表露场分布研究

基于磁编码器多极磁鼓表露场分布的均匀磁化理论模型,采用数值分析方法计算磁编码器多极磁鼓的表露场分布,得到了多极磁鼓的表露场分布的数值表达式．     

基于等效磁路的并列结构混合励磁发电机磁场仿真分析

分析了切向永磁和爪极电励磁在转子中并列组合的混合励磁发电机的结构特点和工作原理,建立了等效磁路模型．由等效磁路模型推导了气隙磁密与励磁电流、磁钢厚度和极对数等参数的关系式,给出了参数计算的方法,并计算了等效磁路模型不同励磁电流下的气隙磁密大小．采用有限元分析软件对发电机建模,仿真分析了发电机的磁场分布,得到气隙磁密与各参数之间的变化关系曲线．仿真结果与等效磁路模型相符,验证了等效磁路模型的正确性和参数计算的有效性,为并列结构混合励磁发电机的设计和参数分析提供了参考．