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。     

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。     

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。     

电磁发射永磁直线电机的磁极结构拓扑方案与探讨

随着高性能永磁材料的开发,永磁电机被越来越广泛地运用于武器装备领域.然而,高性能永磁体的价格随着轻、重稀土元素所占比例的不断升高,使得永磁体的价格持续攀升.因此,如何在保证磁极结构具有较高的电磁性能的同时减小成本,并达到高性价比的要求就成为一个亟待解决的问题.论文从永磁直线电机的磁极结构拓扑出发,通过设定永磁体利用率和性价比比例两个参数,给出了一种衡量永磁直线电机性价比高低的依据,并提出了几种高性能永磁磁极结构和研发关键点,为未来电磁发射永磁直线电机的开发提供了可靠的设计指导意见.     

3.6 MW永磁半直驱风力发电机抗去磁特性研究

本文以某3.6 MW永磁半直驱风力发电机作为研究对象,基于有限元法对两相及三相短路故障状态下半直驱风力发电机的短路电流进行了仿真模拟.以故障状态下风机去磁电流的最大值作为参考基准,并基于相同的去磁电流作用,比较永磁电机中两款不同属性的永磁材料的抗去磁特性.最终讨论永磁体材料属性对电机抗去磁性能的影响.     

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。     

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。     

渤中26-3油田扩建项目电潜泵中压变频器供电方案分析

为确定渤中26-3油田扩建项目电潜泵中压变频器供电方案,对比分析采用低压0.4 kV和中压6.3 kV给电潜泵中压变频器供电的两种方案下设备尺寸、占地面积、能量损耗和费用差异,认为低压供电方案在设备投资、占地面积上优于中压供电方案,在电力损耗上不占优;从项目全生命周期经济效益看,低压供电方案节省147.31万元,优势明显;同时考察当生产井由6口增加到20口时,项目全生命周期内,低压供电方案仍然占优,确定对于电潜泵中压变频器供电方案,采用0.4 kV电压给电潜泵中压变频器供电的方案更优。     

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...     

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...     

带阻尼条的永磁无刷直流电机转子温度场分析

随着永磁电机的单机容量和功率密度不断增大,使得电机运行时产生的单位体积损耗显著增加.引起电机各部分温度升高,这直接影响电机的寿命和运行的可靠性.大型永磁电机的实际运行是一个非常复杂的物理过程,为了准确地描述这一物理过程,从包括电磁场和温度场在内的多场耦合的角度进行分析是必要的.本文采用有限元法围绕永磁电机转子三维温度场进行了系统地研究.     

无轴轮缘推进器流热耦合研究

无轴轮缘推进器将永磁电机与螺旋桨集成一体，螺旋桨旋转时对电机电磁损耗与流场换热特性产生影响，进而改变各部分的温度分布。采用有限元法（FEM）计算推进电机的电磁损耗，采用有限体积法（FVM）建立流体场和温度场仿真模型，对推进器的电磁-流-热耦合问题进行仿真分析。通过对比仿真和试验结果，验证了流热耦合仿真方法的有效性。在此基础上，推导了螺旋桨转速与集成电机的损耗关系，并利用仿真模型分析了在不同进速系数、不同转速、不同间隙下推进器电磁损耗及流体场对推进器散热的耦合影响。结果表明，外域水流对推进器的温升影响较小，当间隙流速达到一定程度时散热减缓；推进器螺旋桨转速与集成电机电磁损耗存在幂次方关系；推进器主要靠间隙流体的流动带走热量，间隙大小会影响推进器散热，应合理选择推进器间隙尺寸。     

电枢反应对多相永磁电机永磁体工作点影响的研究

在分析永磁电机磁路特点的基础上，对十二相永磁同步电机的直轴电枢反应、气隙导磁系数进行了分析，推导了电枢反应与永磁体工作点(向外界提供磁通)之间的关系，得到了电枢反应引起永磁体工作点的变化规律。     

基于子域法的永磁体周向分段式转子涡流损耗解析模型

工程上常将永磁体分段来减小自身涡流损耗,减小高温退磁的风险。现有永磁体分段的转子涡流损耗解析模型大多忽略涡流反作用影响,应用于高速永磁电机转子涡流损耗计算会造成较大误差。本文基于子域法提出了一种针对永磁体周向分段的高速永磁电机转子涡流损耗解析方法。在考虑定子开槽和各次电流谐波影响的基础上,通过引入考虑各次谐波透入深度的衰减系数对涡流密度进行修正,进而考虑涡流反作用的影响。基于该解析模型,分析了电枢磁场中转子涡流损耗随永磁体分段数的变化规律。将有限元仿真计算结果与解析结果对比,验证解析模型的正确性。     

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。     

表面式永磁体单元的研究

本文主要讨论大功率永磁电机用表面式转子磁路结构永磁体单元的设计、制造、装配和测试方面的技术问题.并介绍了带极靴的表面式永磁体单元结构型式的实现方法.     

利用负载磁场法求解永磁同步电动机的交直轴电枢反应电抗

永磁同步电动机电抗参数的准确计算对于电机性能分析与电机优化设计是至关重要的。介绍了一种基于电机任意运行工况下,利用有限元法求解永磁同步电动机的交直轴电枢反应电抗Xaq、Xad以及永磁体空载感应电压E0的方法。基于有限元法计算非线性负载磁场得出内感应电压Eδ和内功率角δi,进而推导得出Xad、Xaq和E0。并将此方法应用于求解一台额定功率630k W的船用表贴式永磁同步电动机的交直轴电枢反应电抗。     

表面式磁路结构永磁同步电机初始转子位置的估算

本文主要阐述了表面式磁路结构永磁同步电机初始转子位置的估算方法，其基本原理基于当电机施加电压矢量时，电机定子铁心磁饱和而产生电流响应的变化。运用此方法可无需检测电机参数及附加设备。为了正确地执行估算，施加于电机最佳电压矢量判定方法进行了研究。试验结果表明应用此最佳电压矢量可以在电机转子静止的情况下估算出电机转子的初始位置。