带护套的高速永磁同步电动机转子涡流损耗及其径向分布解析模型

本文提出一种针对带有护套的高速永磁同步电机转子涡流损耗及其径向分布的解析模型.模型基于子域法将护套和永磁体子域径向分域,通过计算每个细分区域产生的涡流损耗进而得到转子涡流损耗的径向分布.为提高模型的计算精度,通过扩散方程和磁导模型分别考虑了涡流反作用和定子开槽的影响.利用该解析模型计算了不同气隙长度,不同护套材料及其厚度对转子涡流损耗的影响.最后采用有限元的方法对解析模型进行验证,证明解析模型的正确性.     

永磁体分段绝缘降低涡流损耗分析

文章给出了永磁电机永磁体涡流损耗产生的原因及降低永磁体涡流损耗的方法,即对永磁体分段并将各段之间进行绝缘。针对永磁体分段绝缘减少涡流损耗的机理进行了分析,得到了分段减少永磁体涡流损耗的解析公式,并通过三维有限元模型的计算,验证了永磁体分段绝缘降低涡流损耗的有效性。     

表贴式永磁同步电机削极技术的研究

影响永磁同步电动机振动噪声的主要是电磁震动,一台好的电机应是气隙磁场谐波小,产生的齿槽转矩及转矩脉动小。通过对电机转子表面永磁体削极,使得电机气隙磁场接近正弦可显著减小永磁电机气隙磁场谐波及径向力谐波,减小永磁同步电机齿槽转矩。用解析法研究了电机气隙磁场优化方法和齿槽转矩的削弱方法,对表贴式永磁交流电机几种主要的削极方式进行了理论研究,总结了各种削极技术的优势和特点,通过有限元验证本次理论研究的正确性,对改善永磁交流电机性能有十分重要的实用价值。     

不同驱动方式下表贴式交流永磁电机转子涡流损耗研究

针对转子涡流损耗在某些表贴式交流永磁电机中引起很高的温升问题,本文采用有限元软件仿真分析了三相永磁电机在方波和正弦波驱动方式下的转子涡流损耗的变化规律。分析表明：同转速、同转矩条件下,方波驱动的转子涡流损耗要大于正弦波驱动的,且二者之差随转速和负载的增大而增大。稳定时,方波驱动产生的转子涡流损耗每个电周期有6次波动,这主要是由绕组谐波电流引起的。     

大功率高转矩密度吊舱永磁推进电机设计

大功率高转矩密度吊舱永磁推进电机因功率大、转矩密度高,其电磁参数、结构强度、绕组温升等制约电机性能水平.本文根据一台8MW吊舱永磁推进电机设计实例,给出了电机参数选取原则,对电机进行电磁场、应力场、温度场多物理场仿真计算,对电机气隙磁密、空载反电势、涡流损耗、转子冲片强度和永磁体、定子绕组与铁心温升分布等计算结果进行了分析,结果表明电机具有较好的运行性能.     

HTS电动机定子开槽引起的转子涡流损耗计算

为消除高温超导电机定子齿谐波以及其它高次谐波引起的转子高温超导磁体发热失超和临界电流降低等不良影响,通常在外转子加一电磁阻尼屏,用以屏蔽这些高次谐波,保障高温超导电机的安全运行。本文以某高温超导电机为例,采用场路耦合时步有限元法对齿谐波以及电枢反应引起的高次谐波在转子结构件中产生的涡流损耗进行计算,分析了电磁阻尼屏厚度与磁屏蔽效果的关系,同时计算了磁性槽楔对转子结构件涡流损耗的影响。     

基于2D仿真模型内置式永磁电机的漏磁系数研究

本文建立了丰田Prius内置式永磁电机的二维仿真模型。采用磁路积分法,计算得到永磁体的漏磁系数。并且分析了不同电机拓扑结构对漏磁系数的影响。结果表明,减小气隙磁密、增大电机定子外径和提升永磁体厚度可以降低永磁体漏磁,提升永磁体利用率。     

矿用永磁直驱电机损耗计算和分析

针对矿用永磁直驱电机的特点,以一台500 kW 60 r/min低速永磁直驱电机为例,提出集中整距多极少槽电机定子导体不同匝间损耗的差异性导致的发热不均以及转子磁钢损耗极易被忽视容易引起转子发热严重的问题,阐述了定子铜耗和转子涡流损耗精确计算的重要性,通过仿真和温度场计算验证了所提出观点的正确性。最后,就如何减少定子铜耗和转子涡流损耗提出了建议和措施     

多相整距绕组感应电机的机电动力系统模型研究

建立了基于多回路理论的多相整距绕组感应电机的机电动力系统模型,并从绕组的空间排布出发推导出各互感参数的计算方法。这一模型可考虑转子的槽数,同时具有简洁的参数计算方法,不仅避免了传统建模方法中的折算处理,而且能充分反映各次谐波的影响,因此具有良好的通用性与准确性,适合对多相电机在非正弦供电方式下的仿真分析研究。通过与样机实验数据的对比,验证了建模方法的正确性。     

船用永磁推力轴承轴向承载特性研究

永磁轴承悬浮时的受力,与磁轴承的结构及永磁体材料参数有关。为了解决永磁轴承在大承载力工况时的应用,本文在已有的简单永磁轴承结构基础上,结合永磁体工作特性,针对一种新的径向磁化永磁推力轴承,使用虚位移法及线性叠加原理,得出了新型永磁推力轴承的数学解析模型。模型表明,在小间隙工况下,轴向承载力随气隙的增大而减小;间隙固定时,轴向承载力随轴向位移增加先增大后减小,存在最大承载力。利用有限元法对轴向磁力进行仿真计算,仿真结果与解析结果基本吻合。     

电动汽车用内置式分数槽集中绕组电机槽口优化设计

为研究分数槽集中绕组电机定子槽口参数对电机主要电磁性能的影响，基于二维有限元法建立电机性能计算模型，以电动汽车用10极12槽内置式分数槽集中绕组永磁电机为研究对象，分析定子槽口宽度和深度对主要电磁性能的影响。结果表明定子槽口宽度比为0.65时，电机具有最大输出转矩、弱磁和过载能力，同时带载转矩波动和转子涡流损耗相对较小，为电动汽车驱动电机优化设计提供参考。     

基于PSO算法的船用永磁电机齿槽转矩优化

高效率、高转矩密度特性使得永磁电机已被广泛应用于舰船推进领域,然而永磁电机的齿槽转矩却降低了电机的性能。永磁电机齿槽转矩受多个电机参数的影响,这些参数与电机齿槽转矩之间存在非线性关系,通过参数优化来削弱齿槽转矩成为永磁电机齿槽转矩研究的重点。提出一种基于粒子群算法的永磁电机齿槽转矩优化方法,该方法选择对齿槽转矩影响较大的极弧系数、永磁体厚度和定子槽宽度3个参数为优化变量,以齿槽转矩峰值最小为优化目标,在对永磁电机齿槽转矩解析模型进行变形和简化的基础上,使用粒子群算法对解析模型进行参数优化,得到最优参数组合,并用有限元方法进行验证。结果表明,经该优化方法优化后,电机的齿槽转矩大幅降低。     

碳纤维护套对永磁电机冷却性能影响

以某利用碳纤维护套的永磁电机为研究对象,用流—固热耦合方法对其在风扇冷却时的内部温度场进行了计算。计算表明,电机内最高温度出现在转子上被碳纤维包覆的永磁体上,在此基础上,对电机强制冷却技术在该类型永磁电机中应用特点进行了分析,指出为了进一步降低制造成本、提高寿命,现采用的冷却结构潜力有限,将来需针对永磁电机特点开发新的冷却结构。     

表贴式永磁同步电动机永磁体气隙磁场解析计算

以气隙中多级永磁同步电动机永磁体产生的磁场为基础,利用等效面电流法推导出了永磁同步电动机永磁体在径向充磁和平行充磁两种充磁方式下的气隙磁密的解析计算公式。通过比较不同永磁体结构在上述两种充磁方式下产生的气隙磁场,给出了一种偏心不等半径瓦片形磁极结构来改善气隙磁场,使得气隙磁场的波形更好,从而降低电机的振动和噪声。同时解析计算易于与计算机结合应用,为永磁同步电动机的优化设计提供了基本的分析手段。     

全谐波永磁同步电机对比分析研究

本文提出了全谐波转矩永磁电机。在现有永磁电机材料和结构的基础上,通过对电机定子绕组改进和优化控制,使其产生富含谐波的定子旋转磁场,并与永磁转子磁场实时保持正交的相位关系,在满足电磁转矩最大化基本条件下,充分利用永磁同步电机的谐波磁场产生稳定的电磁转矩,从而达到提高转矩密度的目的。通过与传统永磁电机以及直流无刷电机进行对比分析,验证了全谐波永磁同步电机的优越性。     

永磁电机最佳转子／定子直径比的确定

在永磁电机设计中人们都期待采用ＮｄＦｅＢ永磁体，但磁体费用一直较高。因此，电机的设计参数必需仔细选择，以便使在某一特定应用领域中所使用的磁体最少。本文通过数学表达式的推导，以确定被称为拼合比的，即转子／定子直径比的最佳值，这个比值与电机的其他参数有关。本文分析考虑了负载电流对永磁材料的去磁效应，因而可验证优化设计的可行性。这一分析已用于某些现行设计中，结果表明，拼合比的合理选择将有效地减小磁体体积     

表面磁体永磁电机主磁场的分布特性

通过解析延拓的场模型,对表面永磁体永磁电机工作气隙中主磁场的分布特性－气隙系数Ｋδ、电枢计算长度Ｌδ和计算极弧系数α’ｐ,用解析法求解三个参数的数学表达式。经过适当修正,得出它们的工程计算公式,这些公式不仅有较高的计算精度,也大大简化了工程计算,多年的产品开发研制实践验证了这些公式的正确性。     

基于有限元的高频变压器绕组损耗简化分析方法

对高频变压器绕组损耗进行高效、准确地建模与分析,是其开展热性能设计与优化的前提之一.解析方法难以准确模拟变压器实际复杂结构下的电磁场问题.本文针对周期性非正弦工况下的高频变压器绕组损耗计算需求,提出了一种基于傅里叶分析,将求解三维瞬态场有限元问题等效为,以求解各次电流谐波的二维涡流场有限元问题为基础,进行三维涡流场分析...     

一种永磁电机空载气隙磁场解析计算方法

论文以气隙中一对载流线圈产生的磁场为基础,利用等效面电流法推导出了平行充磁永磁电机空载时的气隙磁密的解析计算公式.在考虑定子开槽的情况下,利用许-克变换构造了气隙相对比磁导函数,给出了定子开槽时空载气隙磁密分布的解析计算方法.并对比了永磁电机气隙磁场的解析计算结果与二维有限元法的计算结果,对比结果显示两者的波形和大小吻合很好,证明了解析计算方法是准确可靠的,同时,解析据算法在计算机上容易实现,该方法为永磁电机的优化设计和性能分析提供了基本的分析手段.     

一种减少涡轮压缩机中高速永磁机损耗的设计方法

讨论了一种减少涡轮压缩机中高速永磁机损耗的设计方法,尤其强调了转子支撑套材料选择的影响。选择了两种拓扑结构的高速永磁机：转子支撑套材料为铬镍铁合金的高速永磁机和转子支撑套材料为碳纤维或环氧酯的高速永磁机,运用二维有限元法和分析场分析法比较了两种不同高速永磁机计算所得的转子损耗值。结果表明,在转子损耗值方面,转子支撑套材料为碳纤维或环氧酯的高速永磁机要优于铬镍铁合金型高速永磁机。