非均匀气隙对永磁同步电动机弱磁能力的影响

本文主要研究转子表面结构对内置式永磁同步电动机弱磁性能的影响。通过改变永磁同步电动机相邻两极之间的转子表面结构,确定不同的模型方案,利用有限元软件MAXWELL进行样机模型的建立与有限元仿真。结果表明,对转子结构进行优化可以改变永磁电动机的计算极弧系数和电感参数,提升永磁同步电动机的弱磁性能。     

异步起动永磁同步电动机转子磁路拓扑结构发展综述

异步起动永磁同步电动机由于采用永磁体励磁,其具有体积小、效率高、功率因数高等优点,应用越来越广泛。在异步起动永磁同步电动机设计与开发过程中,转子结构的设计是其中的关键问题之一。因此针对异步起动永磁同步电动机的不同性能,产生了多种转子拓扑结构。本文通过对文献的检索,整理分析了不同磁路拓扑结构对电机性能的影响极其优缺点,希望能为后续研究者提供一些有益的、可参考的依据。     

高压永磁同步电动机转子不同结构的起动性能分析

高压永磁自起动同步电动机从起动到牵入同步过程是一个复杂的机电瞬变过程.在电动机设计过程中,如何使电动机的起动性能、牵入性能以及稳态运行的过载性能达到协调统一是个不容忽视的问题.基于永磁电动机转子结构的改进,本文对高压永磁同步电动机的起动过程进行了数字仿真,研究了动态起动过程,研究了直轴同步电抗、交轴同步电抗以及两种同步电抗的比值对起动转矩、牵入转矩以及失步转矩的影响,并在分析过程中结合所得结论对一台315kW、6kV高压永磁自起动同步电动机及其改进结构进行了研究论证.仿真及试验结果表明,转子结构改进后的高压永磁同步电动机在起动过程中的几种性能上各有所长,互有得失,所得这些结论对推动高压永磁自起动同步电动机的实际运用具有指导意义.     

基于Maxwell的外转子永磁电动机设计

为配套小载重电梯用曳引机,设计一款90 r/min、54槽24极三相永磁同步无齿轮曳引机,从电动机结构、永磁材料、磁体结构等方面分析了外转子永磁同步无齿轮曳引机的设计要求。利用Ansys/Maxwell建立了该电动机的二维有限元仿真模型,并对性能进行了仿真,最后进行了试制、调试及试验。结果表明:外转子永磁同步无齿轮曳引机,性能良好,效率高,功率因数高。     

低压永磁同步电动机不同转子磁路结构分析

对低压永磁同步电动机不同转子磁路结构进行分析。与传统的电励磁同步电机相比,永磁同步电动机特别是稀土永磁同步电机优点甚多:首先,永磁同步电动机损耗少、效率高、节电效果明显;其次,永磁同步电动机结构简单、运行可靠。但转子磁路结构不同,则电动机的运行性能、控制系统、制造工艺和适用场所也不同。以一台55k W-4电机为例,结合Ansoft有限元分析,了解不同转子磁路结构的区别。     

双转子无铁心永磁同步电动机的设计与仿真

提出了一种能提高电机转矩密度和效率的双转子无铁心永磁同步电动机。分析了该电机的基本原理、结构和特点。设计了一台样机,并用有限元分析方法对电机的空载和额定负载性能进行了仿真,并与同功率的常规永磁电机进行了对比。仿真及对比结果证明了设计方案的可行,电机性能良好,对同类的双转子无铁心永磁同步电动机设计提供一定的参考。     

U型永磁同步电动机结构参数的分析与研究

利用有限元分析软件ANSYS对1.5 kw U型永磁同步电动机进行建模.采用场路结合的方法对电机的性能进行了计算.分析并研究了电机定子槽形状、气隙、电枢绕组、永磁体尺寸、铁芯长度等电机结构参数对电机性能的影响.通过此项研究对设计U型永磁同步电动机具有一定参考价值.     

新型两极异步起动混合永磁同步电动机研究

与异步起动钕铁硼同步电机相比,异步起动混合永磁同步电机在保证起动性能和稳态性能的情况下,具有制造成本更低的优势。然而异步起动混合永磁同步电机在起动过程中,铁氧体存在较大的不可逆退磁风险,这是该类电机在设计上需要特别注意的地方。本文以一台3kW两极异步起动混合永磁同步电动机为例,采用瞬态有限元仿真的方法分析导条均匀分布的常规转子结构和导条非均匀分布的新型转子结构下电机的起动和同步运行性能,并重点研究电机在起动过程中的退磁情况。最后将新型转子结构下的异步起动混合永磁同步电动机与异步起动钕铁硼同步电动机以及工业异步电动机进行综合比较。结果表明,新型转子结构下铁氧体的抗退磁能力较强,且该结构下的异步起动混合永磁同步电动机具有较优的性价比。     

永磁同步电动机电抗参数研究

永磁同步电动机电抗参数是电机性能分析和优化设计的重要依据.由于永磁同步电动机转子磁路结构多种多样,与普通同步电机有很大差别,电抗参数用现有计算方法难以计算准确,不仅导致延长研制过程、加大研制费用,而且使设计优化和性能仿真缺乏科学依据.本文利用ANSOFT软件对永磁同步电动机的交、直轴电枢反应电抗参数进行计算,计算结果与试验测试结果吻合较好,在此基础上总结出永磁同步电动机电抗参数的变化规律,为永磁同步电动机设计提供了依据.     

内置式“一”型单相永磁同步电动机转子结构优化

为降低电动机的转动惯量和齿槽转矩,采用转子铁心挖孔和不均匀气隙的方法对转子结构进行优化,改善自起动单相永磁同步电动机的起动性能。以8槽6极内置式"一"型单相永磁同步电动机为例,讨论了不带起动绕组自起动的可能性,分析改善起动性能的方法。基于Maxwell 2D对转子的铁心磁密进行计算和分析,选择合适的铁心挖孔位置。对转子偏心距进行扫描,分析转子偏心对转子气隙磁密、空载反电势及其波形畸变率的影响。仿真和计算结果表明,电动机的转动惯量和齿槽转矩得到了降低。该文为改善自起动单相永磁同步电动机的起动性能提供了一定的理论依据。     

搅拌机高效永磁同步电机的设计与分析

永磁同步电机（PMSMs）具有高效、高转矩密度、高功率因数等优点,应用于发电厂辅机系统节能效果显著,具有很好的应用前景好。搅拌机是辅机系统的重要部件,本文基于Easimotor软件的磁路法,为搅拌机设计了一字形、V形、U形与W形转子结构的四种嵌入式PMSMs。在保持定子不变的条件下,比较了四种PMSMs的效率、功率因数与永磁体用量,表明U形转子性能更具有优势,而且永磁体用量少。基于有限元建立了其2D仿真模型,仿真分析空载时的磁场分布与齿槽转矩、额定负载时的磁场分布、平均电磁转矩与转矩脉动,为搅拌机高效永磁同步电机的设计提供参考。     

不同转子拓扑对永磁同步电机性能的影响

永磁同步电机因其高功率密度、高转矩密度、高效率等优点,目前已在众多行业领域得到广泛应用,在新能源电动汽车领域尤为突出。永磁同步电机采用不同的转子拓扑结构得到不同的电机性能。采用有限元方法基于Ansoft软件对一款新能源车用永磁同步电机不同转子拓扑结构进行仿真分析。从电机的距角特性、磁阻转矩特性、磁链特性、输出转矩外特性、输出功率外特性、电机性能参数对比表等方面比较不同转子拓扑结构电机的性能特点,分析各种拓扑结构的优缺点,并指出不同转子拓扑结构的适用场合。     

PMSM的旋变激磁信号产生方法研究

在采用PMSM作为执行电机的交流伺服控制系统中,电机转子位置的检测是基础。本文针对同步电机转子旋变型位置传感器激磁信号的产生,提出了4种不同的解决方案,通过仿真、工程实践等方法进行了对比分析,最后得到最佳方案——对脉宽调制信号进行低通滤波。     

少稀土组合磁极Halbach永磁同步电机优化设计

针对稀土永磁同步电机(PMSM)对稀土永磁材料依赖性大的问题,提出一种少稀土组合磁极Halbach PMSM,永磁体采用Halbach充磁方式。阐述了该电机新型转子的磁钢结构,其中主磁极由双层永磁体组成,上层磁钢为钕铁硼永磁材料,下层磁钢为铁氧体永磁材料,辅磁极磁钢也为铁氧体永磁材料。以电磁转矩、转矩脉动和齿槽转矩为优化标准,对电机每极永磁体块数、充磁角度、永磁体材料和永磁体厚度等电机参数进行优化。采用定子斜槽结构降低齿槽转矩。优化后的少稀土组合磁极PMSM在保证转矩性能的情况下,减少了永磁体用量,降低了电机成本。最后通过有限元法分析该电机在空载和额定负载下的特性,验证了该电机设计的合理性。     

基于MRAS的PMSM无速度传感控制

为精确实现对永磁同步电动机转速的辨识,提出一种基于变结构MRAS的转速识别方法,通过建立PMSM的数学模型,以电机本体作为参考模型,采用定子电流作为可调模型的方法,在参考模型自适应的基础上,加入滑模变结构控制,设计滑模观测器.在MATLAB/Simulink中对整个永磁同步电动机无速度传感器模型参考自适应系统进行仿真试验,通过对转子实际转速和估计转速曲线的观测和比对,以及对转速误差曲线分析,得出该系统能够精准估算出转子转速,具有较好的静态性能的结论.     

电动汽车用PMSM电磁设计及其转矩控制

对电动汽车用永磁同步电动机进行了研究,分析了一台电动汽车用永磁同步电机功率、电枢直径、转子结构等性能参数选取以及电磁设计方法。针对电动汽车用永磁同步电机气隙谐波畸变率、转矩脉动大等问题,提出采取偏心气隙结构改善电动汽车用永磁同步电机气隙谐波畸变率、转矩脉动特性。并搭建以最大转矩电流比控制策略为基础的电动汽车用永磁同步电机调速控制系统。通过AnsoftMaxwell和Matlab仿真和试验验证本文提出的电动汽车用永磁同步电机设计方法和控制策略的正确性和有效性。     

永磁同步电机转子初始位置的检测方法

针对永磁同步电机初始位置检测已有方法依赖电机参数,电流相位提取算法复杂,并在检测过程中会造成转子发生转动等问题,提出一种基于高频电压信号注入检测电机初始位置的方法.该方法通过对高频电压响应的电流进行解调、滤波和最小二乘拟合处理后,再计算出正弦化响应电流最大值时的相位,便得到获取转子初始位置信息,最后利用磁路饱和凸极效应,判定永磁体的极性.仿真及实验结果表明,该方法能准确检测出转子初始位置,不会使转子发生移动,也不需要知道电机的参数,硬件结构简单.位置检测的平均误差为3.33°,可满足永磁同步电机的平稳启动需求.     

切向式永磁同步电机不同转子结构的轴部漏磁分析

利用ANSYS有限元分析软件,对转子采用不同隔磁结构的切向式永磁同步电机进行二维气隙磁场和转子轴部漏磁的仿真计算,对不同隔磁措施的转子结构的漏磁通进行比较分析.通过有限元计算和分析,得到了切向式结构的永磁同步电机比较合适的隔磁措施,并且得出了轴部漏磁在切向式永磁电机设计中不可忽略的结论.     

基于转子辅助槽的车用永磁同步电机振动噪声优化

车用永磁同步电机(PMSM)的电磁噪声是新能源汽车噪声的主要来源,直接影响整车的振动噪声特性。作用于电机定子结构的低阶径向电磁力是电机电磁噪声的主要原因,以1台额定功率35 kW的新能源车用PMSM为研究对象,提出一种转子外缘开辅助槽的优化方案以降低电机的振动噪声,通过对辅助槽的多个参数进行多变量寻优确定最优的参数值。采用有限元法对采用辅助槽前后的电机进行振动噪声的仿真对比,最后通过样机的振动噪声试验验证了理论研究的正确性,实测样机通过转子开辅助槽的优化方案使电机振动加速度幅值降低了2g,噪声降低了4 dB。