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.     

分数槽集中绕组永磁电机振动特性研究

基于一台六相表贴式分数槽集中绕组永磁电机,该电机的每相绕组线圈被连续集中绕制在定子齿上,分析了空载和负载条件下电磁振动产生的主要因素,构建了电磁振动计算方法,计算结果可用于预估永磁电机的振动水平。分析结果表明,低次径向电磁力分量是引起电磁振动的主要原因,分数槽集中绕组永磁电机更易引起低频共振。     

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。     

基于磁场调制机理水下电机不平衡力的分析

不等极弧结构可以有效地削弱电机的齿槽转矩,但会产生不平衡力,针对不等极弧结构电机引起的不平衡力的问题,首先采用解析法推导转子磁动势的谐波分量,并用有限元法对电机的不平衡力进行仿真,其次,对三维结构的模态进行分析,讨论了潜在共振点。然后,基于磁场调制机理对振动进行削弱,结果表明,不等极弧结构能够有效地削弱电机的齿槽转矩,但会产生其他低阶电磁力波,增加电机的振动,不等极弧结构电机改变永磁体形状后,能够显著削弱电机的振动加速度,同时削弱齿槽转矩。     

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.     

变频调速异步电机的磁场定向控制

磁场定向控制是控制由变频器供电的异步电机暂态电磁转矩的有效手段。通过变频器控制电机定子输入电流的大小和相位可以实现异步电机的磁场定向控制。本文总结了五种转子磁通观察模型,提出了暂态中异步电机的强磁定向控制原理。在定子电流限幅值一定的情况下,传动系统最好的速度响应可由适当地增强暂态中定子电流的磁场分量获得。     

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.     

并列双转子混合励磁同步电机振动分析

本文对引入电励磁转子并列式双转子混合励磁同步电机的径向振动特性进行分析,介绍了该类电机特点,进行单永磁转子的磁场和力波解析,总结得出对于整机的部分电磁振动影响较大的力波的频率与阶次;引入电励磁转子侧使得整机磁场可调。针对双转子不同的磁场分布对通过有限元法仿真得到两者的径向电磁力波特性,将双转子的力波进行耦合谐响应分析,最后验证了关于双转子电机的电磁振动特性的解析以及由于电励磁侧转子引入导致整机的振动不对称的特点。     

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。     

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。     

多相电机调速系统容错控制技术研究

本节以五相感应电机为对象,研究定子绕组一相或多相开路时系统运行情况。根据电机无扰动运行(disturbance-free operation)条件,分析故障前后电机磁动势及电流。并推导在电机相开路情况下电机的解耦模型,以此为基础分析故障运行中电机容错控制。     

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。     

永磁同步电动机结构的模态研究

论文先简要介绍模态分析理论,再运用机电类比的方法推导定子固有频率的计算方法,并用ANSYS软件对电机定子建立的三维有限元模型进行模态分析,计算出它们的固有频率及其振型,避免和电磁力的频率及次数发生共振,从而降低永磁同步电动机的电磁振动和噪声.     

机桨一体化推进电机的设计与分析

设计了一种新型的适用于机桨一体化水下推进器的大气隙永磁电机,电机转子磁极采用Halbach结构。针对该新型永磁电机的特点,采用有限元法对电机进行了电磁场分析,在计及定转子相对运动及定子斜槽等因素的条件下,计算了电动机的空载及负载磁场分布、空载气隙磁密、空载反’电势以及负载运行特性,计算结果表明电机的各项指标均能满足工程需要。     

表贴式永磁电机外围环境磁场分布规律研究

探究永磁电机外围环境磁场的分布规律和影响因素,利用Comsol仿真软件建立静态和空载仿真模型,并对比不同参数(永磁体充磁方式、极对数、定子铁芯厚度、不导磁粗细、定子铁芯相对磁导率、极弧系数、气隙长度)对环境磁场的影响,得出环境磁场周向分量与径向分量在远电机面呈正弦分布,磁通密度模衰减次数等于电机极对数加1.为抗永磁电机...     

水下永磁同步电机定子匝间短路电磁振动分析

电机的径向电磁力是产生电磁振动的主要原因。本文从应力方程出发,推导了永磁同步电机气隙磁通密度和磁场产生的径向力波的表达式。以一台8极48槽水下永磁同步电机为例,对正常工况下的电磁模型进行空载有限元的仿真和电磁振动的加速度分析,将正常工况下仿真与实验二者的电磁振动加速度结果进行对比,验证了其仿真结果的正确性。之后对不同匝间短路故障程度下的电磁模型进行有限元的仿真及电磁振动的加速度分析,对比不同匝间短路程度的仿真数据,得到其匝间短路故障特征量。     

永磁同步电机失磁故障仿真研究

为了研究失磁故障对电机性能的影响,文章以小型船用永磁同步电机为研究对象,使用Maxwell软件建立仿真模型,采用等比例改变剩余磁感应强度和矫顽力的方法模拟均匀失磁故障,研究其对气隙磁密及转矩大小的影响,并提取定子电流、反电动势信号,运用傅里叶分析法分析谐波变化。仿真结果表明,随失磁程度增加,气隙径向磁密基波增大,转矩衰减常数增加,定子电流基波幅值逐渐减小,感应电动势基波幅值逐渐增大。     

一种带有两套三相绕组旋转直线永磁电机的设计

为了研究能够应用于机器人、加工机械等领域直接控制多自由度运动的电机驱动,提出了带有旋转直线二维运动的永磁电机．该永磁电机带有2套三相定子绕组：一套绕组沿定子轴向方向分布;另一套绕组沿定子圆周方向分布,用于生成旋转和直线运动,为此文中提出了特殊的转子永磁结构,能够使定子磁场产生足够的力矩和牵引力,并且可实现对电机旋转和直线运动的解耦．文中详细地描述了试验电机的结构原理和设计过程．最后,通过三维有限元计算论证了设计的有效性．     

基于凸极效应的永磁同步电机振动分析

凸极率的改变会给齿槽转矩带来影响,同时相比较表贴式的结构,其更复杂的结构所带来的谐波也对电机的减振带来巨大的冲击。针对凸极效应所产生的问题,本文基于理论分析以及Ansys有限元仿真平台,对一台具有凸极效应的车用永磁同步电机进行研究,对不同凸极率对电机齿槽转矩以及径向电磁力密度进行对比分析。其次,对三维结构的定子冲片模态进行分析,讨论了可能产生共振的频率。最后,将径向电磁力与有限元模型相耦合,对电机的电磁力引起的振动进行谐响应分析,为车用永磁同步电机的凸极率选择和优化设计提供参考价值。     

船用异步电机滑差频率矢量控制技术研究

针对船用异步电动机滑差频率矢量控制延迟过高的问题,提出新型电动机滑差频率矢量控制方法。在Lab仿真系统内,对船用异步电动机进行结构仿真,提取电机气隙磁密度曲线,求取异步电动机电磁转矩,在异步电动机的三相定绕组回路中,设置A向电流固定电感,规避电机绕组电流,基于电动机电磁转矩幅值,控制船用异步电机的电流相位和电流幅值,实现异步电动机滑差频率矢量控制。实验研究表明,与传统控制方法相比,设计的矢量控制技术电流相位控制延迟减少27%,电流幅值控制延迟减少了23%,可以有效提高电动机滑差频率矢量控制延迟。