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。     

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。     

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.     

叶环电驱桨的初步设计及其齿槽转矩的影响因素分析

[目的]齿槽转矩对叶环电驱桨(REDP)的桨盘振动影响很大,为了探究减小REDP齿槽转矩的方法,需要分析槽极数组合、齿槽形状和极弧系数等对齿槽转矩的影响。[方法]首先,根据已有的Ka4-50螺旋桨模型参数及永磁无刷直流电机的设计规范,设计36槽/26极的驱动电机。然后,利用磁路计算软件Maxwell Rmxprt分析不同槽数/极数组合、齿槽形状和极弧系数对齿槽转矩、磁通密度等电机性能的影响。[结果]结果表明:对于分数槽集中绕组电机,槽数与极数的最小公倍数越大,齿槽转矩的幅值越小;在开口槽、闭口槽及半闭口槽等几种齿槽形状中,半闭口槽的齿槽转矩最大,开口槽和闭口槽依次减小;极弧系数对齿槽转矩的影响呈现波动规律,在设计中需要通过具体分析来确定齿槽转矩最小值所对应的极弧系数。[结论]研究成果可为REDP的总体设计提供参考,也可为进一步研究电机对REDP振动噪声的影响提供一定的理论基础。     

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。     

船舶电力推进双三相永磁同步电机电流控制策略研究

双Y移30°永磁同步电机是一个强耦合的六维系统.为了实现转矩的解耦控制,将该系统经坐标变换,得到了两套绕组之间的耦合关系,建立了双三相永磁电机在双同步旋转坐标下系的电机模型,并基于此模型提出了带电流补偿的双绕组电流控制策略,通过空间矢量PWM技术对转矩和与定子电流进行统一控制.仿真研究表明,该电流控制策略能够减小定子谐波电流,减小电磁转矩脉动.     

五相感应电动机加入三次谐波电流的仿真分析

本文运用傅里叶分析和绕组函数的方法,推导了集中整距绕组五相感应电动机的磁动势,得出集中整距绕组五相感应电机能更好地增加电机的电磁转矩、提高转矩密度.同时给出了静止坐标系(a-b-c-d-e)下考虑三次谐波电流的数学模型,通过比较绕组中加入和不加入三次谐波电流的仿真波形,得到集中整距绕组五相感应电机加入三次谐波电流能够提高转矩密度的结论.     

永磁同步电机定子槽型对转矩脉动的影响分析

转矩脉动是高性能电机的一个重要指标,转矩脉动的大小,对电机的振动有很大的影响。本文通过研究改变表贴式永磁同步电机定子槽参数来分析转矩脉动的变化,并通过有限元仿真,找出槽参数与转矩脉动的关系,仿真表明,调整槽参数,可以减小转矩脉动,为表贴式永磁电机减小转矩脉动的设计提供参考。     

无速度传感器永磁同步电机低脉动直接转矩控制

传统永磁同步电机直接转矩控制系统的定子磁链、电磁转矩脉动较大,这些脉动在影响系统性能的同时,也影响电机参数的辨识精度。为实现永磁同步电机的低脉动无速度传感器直接转矩控制,采用EKF(扩展卡尔曼滤波器)构建电机转速、定子磁链观测器,以实现电机转速等参数的实时在线观测;构建转矩、磁链SMC(滑模控制器)取代传统DTC(直接转矩控制)中的滞环比较器和开关表以降低脉动。结果表明,无速度传感器永磁同步电机低脉动直接转矩控制能有效地降低电机转矩、磁链脉动,改善系统控制性能,同时,能实现永磁同步电机变量的快速、精确观测。     

水下高过载电机的设计及瞬态温升计算

永磁同步电机的输出转矩会受到定子铁心饱和、电枢反应等因数的限制,导致在一些应用场合电机的转矩密度无法满足需求。本文从输出功率入手,分析水下航行器永磁同步电机的极限输出功率与输入电流、直交轴电抗和空载反电动势的关系。通过改变PMSM定子和转子结构参数,分析了不同槽、极比对电机转矩过载的影响,进行有限元分析和电磁设计,研制了一台50倍转矩过载的PMSM,并进行温升计算,结果表明设计合理。     

定子绕组等效模型对电机热计算结果影响研究

在电机热计算中,由于定子绕组结构比较复杂,一般对其进行相应的等效简化处理,但对相关处理方法的理论支撑及对温升计算结果的影响很少进行深入研究。本文主要针对定子绕组常用的两种等效形式进行相关研究,首先对不同模型进行理论分析,再通过三维仿真计算,对不同形式的温升结果进行评估和对比,得到相关的结论,可用于指导提高电机热计算的准确度。根据仿真结果可知,绝缘材料对定子绕组的散热影响较大,将全部绕组等效为一个整体分布在槽中间,绝缘均匀分布在其周围的假设所得结果最接近实际情况。     

高性价比车用永磁辅助磁阻同步电动机设计

通过对电动汽车驱动用永磁辅助磁阻同步电动机的转子磁极结构分析,得出不同转子结构对磁阻转矩的影响,在此基础之上,对电机电磁场、转子结构强度和温度场进行仿真分析。仿真结果表明,永磁辅助同步电机的电磁转矩中具有较强的磁阻转矩分量,电机转矩脉动低,安全性好,性价比高,在电动汽车驱动电机中有良好的应用前景。     

十五相感应电机建模与仿真分析

本文对十五相感应电机进行建模与仿真分析。首先，利用数学模型确定了十五相感应电机的仿真模型，并验证仿真模型的正确性，然后对十五相感应电机进行转子磁场定向矢量控制。并分析了在空载、负载、断路(单相断路、切断断路的整套绕组)状态下的十五相感应电机的电磁转矩和转速的变化。得出当某相绕组发生故障时，可以通过切断其所在的整套绕组来减少转矩脉动，增加效率。     

船用五相无刷直流电机的容错控制方法

本文设计了一台具有较低转矩脉动的五相无刷直流电机，对电机在运行过程中发生故障时的性能做了分析，提出了一种基于空间矢量法的转矩脉动容错控制方法，使其在发生故障时也可以平稳运行。通过对电枢绕组合成的空间磁动势和故障时电机的输出电磁转矩进行分析计算，采用改变非故障相开关管的触发角和导通角、增大励磁电压的方法减小电机的转矩脉动。通过仿真验证了该方法的有效性。     

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。     

某型号兆瓦级双馈风力发电机结构优化分析

本文以兆瓦级双馈风力发电机为例,研究了定转子槽型结构对电机的影响,并综合考虑选取最佳槽型结构,另外针对降低电机齿谐波展开了研究,根据研究采用定子斜槽一个结构,此外本文还在电机零部件选材和减小滑环电流和变频器容量采取了一定的措施,最后对优化后的电机进行仿真和试验验证,验证结果表明优化后电机的电磁设计符合要求,且优化后的电机在散热方面具有一定的优越性。     

船用五相无刷直流电机的容错控制方法

通过对五相无刷直流电机的电磁转矩进行分析,提出一种减小电机转矩脉动的方法;通过对电机运行过程中发生故障时的性能进行分析,提出一种基于空间矢量法的转矩脉动容错控制方法。通过对电枢绕组合成的空间磁动势和电路发生故障时电机的输出电磁转矩进行分析计算,采用改变非故障相开关管的触发角和导通角、增大励磁电压的方法减小电机的转矩脉动,同时分析对比电路发生单腿开路故障和单开关管开路故障时,容错控制之后输出的转矩和电流。结果表明,单开关管开路故障容错控制方法不理想,当电路发生单开关管开路故障时,切断整条桥臂转换成单腿开路故障。通过对电机进行容错控制,使其在电路发生故障时也能平稳运行,仿真结果表明该方法是有效的。     

基于Boost变换器升压的双绕组感应发电机的电磁设计

本文对一种利用Boost变换器进行最低转速输出电压升压的定子双绕组感应发电机进行了电磁设计。根据该电机具有两套定子绕组的特点,通过提高控制绕组与功率绕组的匝数比来升高控制绕组的电压,从而降低控制绕组励磁变换器电流的设计策略,同时可以省去功率侧的励磁电容器和控制侧的滤波电感,由此构成一种小电流励磁控制大电流功率输出的新型励磁控制系统。利用Boost变换器对最低转速时的输出电压进行升压调节,实现了材料利用率较高、电机安装尺寸较小等优点。     

同步电动机噪声抑制措施研究

本文主要介绍了永磁同步电动机电磁噪声产生机理,并针对电磁噪声,提出永磁体结构优化、正弦绕组、增大气隙、定子斜槽等有效措施,以便达到降低噪声的目的,同时阐述了低噪声电机的设计方法及噪声抑制措施。     

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。