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。     

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。     

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。     

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。     

科考船永磁同步电机振动测试及分析

针对科考船推进系统永磁同步电机振动过大问题,进行振动测试,得到主要转速下的振动响应.数据分析表明,电机振动能量主要分布在低频及其倍频、逆变器开关频率处.对振动过大原因进行分析,低频段振动大是径向电磁力6倍基波频率和齿槽转矩共同作用导致,5 000 Hz处振动大由变频器开关频率引起.模态分析结果表明,电机振动大不是由结构...     

基于滑动-电磁复合轴承的船用电机主动减振技术

船用电机在运行过程中,转子不平衡力会引起电机产生振动并向船体传递,降低舰船隐蔽性。目前船用电机主要采用传统机械轴承（如滑动轴承）,导致电机振动缺乏有效控制手段。为有效抑制电机振动传递,引入复合轴承这一新型概念,在滑动轴承两侧并联电磁轴承,从而使电机具备主动控制条件。在减振控制策略上,类比主动噪声控制,基于FxLMS算法以降低电机机脚振动加速度为控制目标,对电机振动进行主动控制。建立四自由度电磁-滑动复合轴承-刚性转子系统动力耦合模型并进行仿真。结果表明,应用FxLMS控制算法控制电磁轴承可有效降低电机机脚振动,从而实现电机减振降噪,有利于提高舰船隐蔽性。     

基于无速度传感器的船舶交流推进电机模糊直接转矩控制策略

基于直接转矩控制的普通电力推进船在低速航行时,船舶推进电机的转矩产生明显的周期性振动,为改善此问题,本文将模糊控制逻辑引入到推进电机调速系统中;同时针对电力推进船上速度传感器存在的维修、安装不方便等问题,引入无速度传感器技术。通过Matlab对改进系统进行仿真,结果表明改进后推进电机能够有效的减小转矩脉动,辨识后的转速能有效的跟踪系统的实际转速。     

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。     

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。     

永磁同步电机控制系统电流采样误差的研究

在对电机振动噪声要求较高的场合,实现电机转矩的精确控制,精确的电流控制是关键,而不可避免的电流采样误差会影响控制精度,引起不必要的转矩和转速波动。针对此问题,本文以典型的永磁同步电机控制系统为研究对象,对电流传感器可能产生的电流采样误差进行了分析,将误差引入系统控制模型,实现了精确的误差分析建模。依据此模型分析了采样误差对系统运行造成的影响,并进行了仿真。根据仿真实验结果和理论计算结果对比可知,二者有高度的一致性,验证了所建立模型的准确性。     

基于浮动定子的直线运动平台减振与定位控制

直线音圈电机驱动定位平台可避免机械耦合环节的引入,但其产生的振动将引起末端平台的响应,从而影响末端定位平台的定位精度.文中采用一种被动减振结构——浮动定子,与传统直线电机相比,浮动定子音圈电机可有效抑制惯性反冲力引起的振动,从而削弱前端振动对末端定位平台的影响.采用数字信号处理(programmable multi axis controller,PMAC)运动控制卡实现平台的运动控制,通过切换控制(PID与模糊控制的切换)实现运动平台的精密定位.实验结果表明:浮动定子类末端平台的振动相对减小,同时切换控制的应用提高了直线平台的定位精度.     

永磁电机的转矩计算

预测永磁电机的转矩是设计和控制的关键。本文利用简单理论模型所得的能量密度表达式了每极每相一个槽的永磁电机转矩表达式，并把它与用常规法所得的理论结果进行比较。这种分析法只有在一范围内适用，我们利用傅氏离散变换可以产生任意相数和槽数的模型，并可以推导出有效转矩的通式。由于电机的离散性更接近于这睦情况，所以这种傅邸 散变换模型也更适用于那些每极槽数很少的电机。我们用这种模型预测一台试验用的亿吨服电动机的     

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。     

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。     

不等跨混凝土连拱桥主拱圈支架拆除技术

连云新城泻湖大桥是建造在淤泥质软土地基上的14跨跨径渐变连续拱桥,拱桥采用满堂支架法施工。工程地质条件较差,主拱圈支架拆除时由于跨径不等会导致桥墩处产生不平衡力,这将影响桥墩的安全与质量。通过分析主拱圈的支架拆除顺序对拱圈和支座处的内力和变形的影响,确定不等跨连续拱桥较为合理的支架拆除方案,并通过过程监测得到了验证。     

基于Ansys的电机轴系扭动振动研究

船舶电机的轴系不仅起到传递转距和功率的作用,也起到动力系统调速的作用,是船舶动力系统的关键装置。由于船舶电机的轴系在正常运行过程中受到外界激励作用,会产生受迫振动和扭转振动等多种振动形式,影响电机轴系的工作稳定性,甚至造成结构出现疲劳破坏。针对这一问题。本文通过建立船舶轴系的多体动力学模型,结合有限元仿真软件Ansys对电机轴系的扭转振动进行仿真分析,仿真过程包括有限元模型的建立、边界条件和约束条件的施加、扭转振动的求解以及后处理等环节。     

基于重根模态特性的舵桨电机振动

针对某型船全回转舵桨电机出现的振动超标问题,通过振动位移传递分析发现电机-基座系统存在一对重根模态,且系统在1/2倍电磁频率附近产生共振。采用振动特性实时测试技术,对振动传递路径进行灵敏度分析,以识别电机振动源。基于PATRAN的模态分析结果,验证了电机-基座结构在17Hz附近存在一对重根模态,并对电机安装基座开展优化设计以避开电机-基座系统的共振频率。结果表明,电机顶部的振动速度从22 mm/s降低至8 mm/s。将有限元法与振动实测技术相结合,可有效解决舵桨电机的振动问题,对立式电机、全回转舵桨推进器等结构的设计与安装及类似振动故障问题的解决,具有一定指导意义。     

基于空间矢量调制的双三相永磁同步电机直接转矩控制研究

本文根据双三相电机的静止坐标系模型提出了基于矢量脉宽调制的双三相永磁同步电机的直接转矩控制策略。该策略采用空间矢量调制的方法来补偿定子磁链误差,具有矢量控制的连续平滑和直接转矩控制的快速响应,能有效的削弱电流谐波和稳态转矩脉动。MATLAB/Simulink仿真研究表明该策略能加快系统的动态响应速度,削弱稳态转矩脉动,得到良好的磁链波形。     

声强可视化在船舶振动特性分析中的应用

在船舶日常运行中,受到海风、海浪和动力系统电机转动等因素的影响,船舶会产生较大幅度的振动。船舶结构的振动有可能导致结构失效,使船载精密仪器的精度下降,产生振动辐射噪声。在现代舰船的结构设计中,为了提高其抗海浪冲击性能和航行稳定性,必须要进行船舶的振动特性分析。船舶结构的声振特性对于研究船体结构的噪声源、振动耗散机理等问题有重要的作用,本文基于声强可视化技术,对船舶结构的声振特性进行了系统研究,并结合有限元分析技术对船舶钣金结构件的振动特性进行仿真模拟。研究表明,声强可视化技术可以有效提高船舶振动特性分析的效率,对改善船舶的结构设计有重要的辅助作用。     

永磁电机电磁计算

本文采用有限元法,运用场--路结合方法进行电磁设计计算,验证电机结构参数的合理性.利用电机的周期性和齿槽结构的重复性,采用简化计算的方法即只计算一个槽距范围,对得到的结果数据进行数据扩展,得到电机转子转过一对磁极范围的数据,可使计算速度提高几十倍.用上述计算方法设计计算了兆瓦级船舶交流永磁推进电机,各种参数计算值与实验结果相比基本相符,能够满足设计的精度要求.