High‐Efficiency Motors Using Soft Magnetic Cores

We have developed a small and highly efficient axial gap motor whose stator core consists of a soft magnetic core. First, the loss sensitivities to various motor design parameters were evaluated by magnetic field analysis. Low sensitivity to the pole number and core dimensions ( ? 2.2 dB) was found for the total loss, which is the sum of the copper loss and the iron losses in the stator core and the rotor yoke. From this we concluded that to improve the motor efficiency, it is essential to reduce the iron loss in the rotor yoke and to minimize the other losses. With this in mind, a prototype axial gap motor was manufactured and tested. The motor has four poles and six slots. The motor is 123 mm in diameter and the axial length is 47 mm. The rotor has parallel magnetized magnets and a rotor yoke with magnetic steel sheets. The maximum measured rotor efficiency is 93%. This value roughly agrees with the maximum calculated efficiency of 95%.     

采用软磁复合材料设计高速爪极式永磁电机

软磁复合材料适合用于制造结构复杂的小型永磁电机。在三维有限元分析的基础上,进行了以软磁复合材料为定子铁心的三相爪极式永磁电机的优化设计以及参数计算和性能分析;得到的结果对该种材料的应用具有一定参考价值。     

采用软磁复合材料设计高速爪极式永磁电机

软磁复合材料适合用于制造结构复杂的小型永磁电机。在三维有限元分析的基础上，进行了以软磁复合材料为定子铁心的三相爪极式永磁电机的优化设计以及参数计算和性能分析；得到的结果对该种材料的应用具有一定参考价值。     

Enlargement of Claw Pole Motor Using SMC Cores Divided in the Circumferential Direction

Clawtooth motors have the feature that they can be made thin in the axial direction. This makes them suitable for appliances, automobile accessories, and small‐sized industrial motors. On the other hand, there is a need for thinner HEV and elevator motors and large‐sized industrial motors. In this study, we examined ways of increasing the output of clawtooth motors. We arrived at the following conclusions. (1) The optimal stator structure was determined and the prospects of attaining the target specification of 123 N‐m were determined. (2) Three important manufacturing tasks, assurance of core assembly accuracy, thin coil manufacture, and rotator insertion, were identified. (3) Experimental results and the results of analysis were in agreement with respect to the EMF. (4) The experimental cogging torque results and finite element analysis (FEA) results were in agreement with the FEA results at sixth order but not at second and fourth order. (5) Although the core needed to be divided in the circumferential direction in order to increase its size, it was clear that the influence on the torque was small. (6) Use of a divided core is a good solution for enlargement of clawtooth motors.     

磁阀式电机软起动装置的研制

本文提出一种新型磁控电机软起动方案,在电动机定子回路串人磁阀式可控电抗器来实现电机的软起动,能保证电动机在负载要求的起动特性下平滑起动,有效地降低对电网系统的冲击。用MATLAB进行了仿真,并与实际波形比较分析。     

基于软磁复合材料的超高速永磁同步电机电磁设计分析

软磁复合(SMC)材料因其材料特性及微观结构特点,具有涡流损耗系数低、各向同性等优点,适用于超高速永磁同步电机(PMSM)设计,可以有效降低电机铁耗。以1台额定转速4000 r/min、额定频率533.33 Hz的PMSM为例,从电磁特性、铁耗分析计算等角度对SMC材料及硅钢片进行对比分析及有限元仿真计算,通过样机试验验证SMC材料分析结果的有效性。利用该分析方法,以1台采用SMC材料的120000 r/min的超高速PMSM为例,对比分析不同极槽配合对电磁性能的影响,对SMC材料应用于超高速PMSM提供一定的指导。     

考虑不同磁特性模型的感应电机铁心损耗分析

电机铁心损耗与铁心磁化方式及不同磁化条件下电工钢片的磁特性密切相关。该文研究了3种描述电工钢片交变磁化、交变旋转混合磁化的磁特性模型,即改进型 E&S模型、复数E&S模型和传统B-H曲线,给出了相应的损耗计算公式,并以一台三相感应电机为算例,从有限元数值计算和样机实验测试两方面对比分析了上述3种磁特性模型及其损耗计算的有效性。研究结果表明,只有在有限元分析过程中耦合同时能够描述电工钢片交变磁化和旋转磁化的矢量磁特性模型,才能较为准确地计算三相感应电机铁心损耗。     

基于最小电流模糊控制的电机软起动

通过分析电机软起动的工作原理可知，影响电机起动特性的关键是晶闸管的初始触发角和动态过程中触发角的增量。基于此，提出了最小电流的模糊控制方法。以电流和电流的变化为输入量，通过模糊控制得到晶闸管的触发角，使电机可靠起动，同时通过最小电流控制实现节能。     

一种基于斩波方式新型软起动方法研究

本文提出一种基于斩波方式的三相交流异步电动机的软起动新方法 ,对电路的起动特性、功率因数、谐波以及控制策略进行了研究与改进 ,仿真结果表明这种基于斩波方式的三相交流异步电动机的软起动方法比基于三相交流调压的三相交流异步电动机的软起动方法更具优越性     

软磁材料的发展趋势

软磁材料的发展先后经历了金属软成材料、铁氧体软磁材料、非晶态轮磁材料、纳米晶软磁材料、纳米颗粒结构软成材料等几个发展阶段。本文在对软成材料的发展过程及发展趋势进行综合分析之后，对软成材料今后的发展方向作出了预测。     

电子式软启动下感应电机的启动过程

用混合变量改进方法建立感应电机模型,通过控制单元在主电路拓扑的变化下,采用双向晶闸管控制高压电机软启动。该过程利用Matlab／Simulink仿真模拟电机启动时定子电流和转矩变化情况,整个操作控制精确,效果明显,对实际应用有较大的参考价值。     

磁悬浮电动机轴向定位磁悬浮轴承数字控制器

介绍了磁悬浮电动机轴向定位磁悬浮轴承工作原理和控制系统的构成。通过对磁轴承系统分析和仿真，得出采用常微分限制环节和积分分离的PID控制器能使磁轴承系统稳定悬浮，并且具有良好的动静态特性。基于ADMC331DSP开发套件，采用脉宽调制（PWM）同步脉冲信号（PWMSYNC）中断工作方式，设计数字控制器主程序和中断服务子程序。实验结果表明，采用ADMC331DSP编程方便和直观，运算精度高，控制器参数调整方便，易于试验各种控制策略，研究成果对研制磁悬浮电动机轴向定位磁轴承，具有参考和借鉴价值。     

增强型混合式步进电动机齿层磁场的向量位分析模型

本文提出用向量位分析增强型混合式步进电动机齿层磁场的边值问题,并介绍用有限元法求解时边界条件的处理方法,分析的步进电动机齿层区域包括:气隙、定转子齿层部分铁心和定子槽中水磁体。文中对不同情况下的齿层磁场分别进行了计算并作出其磁场分布图,可以形象地说明增强型混合式步进电动机齿层区域磁场的变化:还与标量位分析模型作了比较.证明两种方法的等效性。     

软磁复合材料在电机中的应用

软磁复合材料是运用粉末冶金技术制造的一种新型材料，具有各向同性、低涡流损耗和可加工成任意形状等优点，非常适合作为电机铁心材料，特别是在中高频工作条件下。文章介绍软磁复合材料的性能特点，再分类归纳这种材料在电机中的应用研究情况，最后讨论目前存在的不足及发展方向。     

大型电动机软启动装置性能分析与比较

对几种常用的大型中高压电动机软启动装置进行了总结,并详细分析了各种软启动装置的技术原理和特性,从可靠性、价格、体积、电网输入特性、电机启动特性、维护使用成本等方面综合比较了几种常用的软启动装置.通过对各种大型电动机软启动装置性能的分析与比较,为设计院所以及终端用户正确选用软启动装置提供了参考.     

软磁金属材料特性测试分选仪的功能与实现

当软磁金属材料被加工（如切削、挤压）时,它的内部磁畴结构将会发生变化,其磁性能也有所改变。为了保证产品的一致性,需要对这些加工成型后的金属材料加以分选。本文讨论软磁金属材料的分选原理和实现方法。     

自耦磁控软起动过程中无功功率动态补偿策略

针对电动机起动过程中功率因数较低的问题,结合自耦磁控(ATMC)软起动器的工作特点,提出了软起动与无功功率动态补偿一体化方法,研究了软起动过程中无功功率动态补偿方案及实现技术,构建了ATMC软起动与无功功率动态补偿一体化拓扑结构,研究了无功功率补偿量的计算方法及无功补偿量最优投切策略。通过仿真及实验验证了在电动机软起动过程中进行无功功率动态补偿可有效提高软起动过程中的功率因数,降低电网压降,减小电动机起动对电网的影响。     

三相开关磁阻电动机电磁场有限元分析

基于有限元分析软件ANSYS,对三相(6/4)开关磁阻电动机的二维电磁场进行了系统的分析,计算出电机在不同转子位置角和电流下的磁场分布、磁能和静特性,为开关磁阻电动机的设计、建立非线性模型以及控制策略的研究提供了可靠依据.     

基于齿部磁场分析的大型潜水电机气隙偏心故障研究

大型潜水电机广泛用于工矿企业给排水、城市污水处理等场所,然而转轴弯曲、轴承磨损等机械故障会引起气隙偏心。气隙偏心轻则导致气隙磁场畸变、振动增大和电流波动,重则定、转子相摩擦,导致设备停机或损坏。由此推导了大型潜水异步电机动态气隙偏心状态下某一固定位置处的定子齿部磁通解析表达式,分析偏心状态下的磁通故障频率,其基本思想是认为定、转子合成磁动势和气隙磁导决定了气隙磁通的大小,而定子齿部对应位置处气隙中的磁通全部经过齿进入定子轭部,据此提出了基于齿部磁场分析的大型潜水电机气隙偏心故障在线监测方法。最后,利用有限元法对理论分析进行了验证,并对故障频率的幅值与偏心度之间的关系作了进一步探索,为异步电机动态气隙偏心的精确检测提供了依据。     

基于DSP的无轴承永磁同步电机的检测系统

采用转子磁场定向控制策略,设计了无轴承永磁同步电机控制系统,以TMS320LF2407DSP为基设计了数字控制系统硬件。介绍了控制系统中的信号检测电路并开发了相关的软件。此检测系统经相关测试验证,证明能满足要求。