永磁同步电机在港口起重机不同工况下的温度对比

基于传热学的基本原理,运用了永磁同步电机相关知识,建立了永磁同步电机的热学分析模型,通过实际测量港口起重机不同工作状态下起升机构的电流变化情况,计算出了电机内的主要发热源,再运用Ansys-Workbench软件进行温度场仿真,对永磁同步电机在起重机不同工况下的动态温度变化进行分析和对比,总结出永磁同步电机尤其是永磁体的温度变化规律,对其安全使用提出了建议,也为继续研究和优化起重机用永磁同步电机提供了理论依据。     

基于多场耦合的电机复杂工况暂态温度场研究

针对负载变化的复杂工况下电机暂态温度场的计算问题,以小型封闭式结构的异步电机为对象,采用多场耦合的方法建立二维多场耦合模型,通过电磁场、温度场模型等效参数的合理设置和电磁场-温度场耦合参数的合理设置,计算复杂工况下电机二维全域暂态温度场。结合各种复杂工况下负载变化的热积累特点,以及电机全域及定子、绕组、转子和外壳等典型部位的温升变化,分析各种复杂工况下电机温升变化规律。通过搭建实验平台测试全域暂态温度场,分析对比实验数据与仿真数据,证明通过合理设置模型等效参数和耦合参数,多场耦合方法能准确的计算复杂发热状况下的电机暂态温度场、温升分布及变化规律。     

增程式电动车PMSM三维暂态温度场的数值分析与计算

针对增程式电动车永磁同步电机,根据传热学理论建立了其电机稳态运行时的三维暂态温度场的分析模型,给出了求解域内的基本假设及边界条件。根据电磁场计算,确定了定转子铁芯与磁钢涡流损耗分布。应用有限元法计算了电机定转子额定稳态工况下温度场分布,通过把温度场数值计算的结果与实测数据相对比,验证了计算模型的合理性,为增程式电动车永磁同步电机的温度场计算提供了理论依据。     

基于永磁体温度对车用电机性能影响分析

永磁体是车用永磁同步电机产生磁场的关键部件,决定了电机反电势、输出转矩等性能。温度对永磁体特性影响较大,分别以永磁体特性随温度变化为基础研究对电机性能影响,采用ANSYS/Maxwell建立电机二维仿真模型,对其进行不同温度下的性能分析,研究结果表明,永磁体温度对车用电机反电势影响较大,对输出转矩影响较小。     

高速动车组永磁同步电机牵引控制仿真研究

为研究永磁同步电机电流运行轨迹,分析动车组不同工况下永磁同步电机弱磁方法,首先,分析永磁同步电机最大运行能力,规划电流轨迹;其次,在动车组变工况下根据永磁同步电机交直轴电流相平面关系,按最大转矩电流比控制求解析式方程,分析最小稳定工作点,提高电机的运行效率,实现平滑过渡,并利用Simulink软件进行仿真。     

挤塑机直驱永磁电机温度场的计算

针对挤塑机直驱永磁电机存在的温升过高的问题,对挤塑机直驱永磁电机的计算模型、散热系数、冷却水系数、损耗计算、温度场计算等方面进行了研究。采用场路耦合协同仿真的计算方法,对变频器供电情况下电机的绕组铜耗、考虑谐波影响的铁耗,以及杂散损耗进行了研究计算,建立了三维永磁电机模型,设计了电机的水冷却系统,利用Ansys软件进行了电机的三维稳态温升计算,获得了电机整机及关键部件的温度场分布;最后进行样机的温升实验。研究结果表明,采用场路耦合方法计算电机损耗准确,采用三维稳态温度场仿真数据与样机实验数据吻合良好,求解方法正确,可为直驱电机的设计提供一定的参考。     

低速高转矩密度永磁同步电机的设计研究

针对目前桨翼飞行器用驱动电机转矩密度低的问题,从电磁、水冷、结构等多方面入手,设计了一款低速高转矩密度永磁同步电机(PMSM).首先,根据技术指标设计电磁方案,研究了永磁同步电机的转矩特性,提高额定工况下的转矩输出能力;其次,设计一种轴向外流道水冷系统,仿真结果表明散热效果明显;最后,对电机结构进行优化,实现电机轻量化...     

基于MATLAB/GUI的内置式永磁同步电动机MTPA离线计算系统

永磁同步电机交流调速系统在电动汽车中有着广泛应用,为满足电动汽车快速启动的工况需求,必须获得电机的最大转矩。在分析永磁同步电机弱磁原理的基础上,基于MATLAB 2017/GUI,采用最大转矩电流比控制(MTPA)策略,建立了上位机软件系统。仿真表明,该系统对车用永磁同步电机调速系统的设计有一定的指导意义。     

起重机用永磁同步电动机设计及有限元分析

基于具体工况下的起重机运行条件,运用永磁同步电机设计理论,设计出适合起重机低转速大转矩运行特性的永磁同步电机。利用Ansoft/Maxwell中RMxprt模块建立电机有限元模型,并基于二维瞬态电磁场对所建模型进行仿真研究,计算得到电磁转矩变化曲线和电感参数,不仅为起重机用永磁同步电机的结构优化提供方案,还为进一步研究低转速大转矩条件下永磁同步电机的控制策略提供理论基础。     

不同极槽配合对永磁同步电机温度场的影响

针对散线绕组电机在温升计算时建模存在的问题,采用分层简化的模型来对绕组建模,将简化模型应用到发热、散热计算上后,温升结果和温度分布趋势较为接近,验证了简化模型在工程中应用的可行性。为研究定子槽数对电机温升的影响,以某型号可用于中小型直驱风力发电机的永磁同步电机（PMSM）为对象,采用分层简化模型对电机定子进行了建模,通过有限元仿真计算了电机定子温度场,得到了绕组平均温度随槽数的变化趋势。对32极36槽电机进行了试验测试来验证算法的准确性。应用同样的仿真方法计算得到了某水冷电机温升随槽数的变化趋势。研究结果表明：随着定子槽数的增加,电机温升逐渐降低,且降低幅度越来越小。当槽极数比大于4．5时,定子槽数对电机温升的影响不再明显。     

Boiling heat transfer-based temperature rise characteristics of automotive permanent magnet synchronous motors at peak operating conditions

Using two-phase flow boiling heat transfer theory, the RPI subcooling boiling heat transfer model was established to study the temperature rise characteristics of the permanent magnet synchronous motor (PMSM) of electric vehicles under peak operating conditions, and the effects of coolant inlet temperature, altitude and inlet flow rate on the motor temperature rise were analyzed. The results showed that: the temperature rise characteristics of the motor are closer to the test results when boiling heat transfer is considered after the motor is warmed up, so the effect of boiling heat transfer of the cooling system should be considered when studying the temperature rise characteristics of the motor; The temperature rise characteristic of the motor increases with the increase of coolant inlet temperature at peak working condition. The short time required for the motor winding to reach 150 °C indicates that the motor temperature rises quickly. In the plateau environment, the temperature growth rate of the motor at peak working conditions increases with the increase of cooling water inlet temperature, while the motor temperature decreases with the decrease of atmospheric pressure. Thus, due to the boiling heat transfer phenomenon of cooling water two-phase flow, the temperature rise characteristic of the motor at high altitude is better than that in plain area.

     

基于Preisach模型的永磁同步轮毂电机损耗及温度场建模与分析

针对永磁同步轮毂电机运行过程中发热明显,严重影响永磁体性能和电机寿命的问题。开展电机铁心材料磁滞特性试验,测试一维磁化条件下的磁滞回线,考虑不同磁场强度和磁场高频特性对磁滞特性的影响。考虑到经典Preisach理论无法解释磁场频率过高的现象,基于对称小回环（Symmetric minor loops, SML）的密度函数离散化方法建立高频磁场强度变化的磁滞特性模型,通过与试验结果的对比发现该方法预测结果准确,对于在不同频率下的磁化特性有很好的模拟效果。根据铁心损耗的影响因素分析,提出考虑旋转磁化影响、磁密谐波影响的铁心损耗旋-交系数计算铁心损耗。最后建立电机三维温度场模型,仿真计算不同工况下各个部件的温升情况及危险点,并在试验台上进行电机温升试验,与仿真结果进行对比验证。仿真结果电机温度最大值为73.2℃,试验最高温度为72.6℃,证明电机损耗计算以及温度场仿真的准确性。研究结果表明,考虑磁场强度和磁场频率对铁心磁化特性的影响,能有效改善电机电磁计算中的缺陷,提高电机电磁场、损耗及温度预测的准确性。     

多参数变化下基于参数辨识的永磁同步 电机偏差解耦控制方法

针对矢量控制下永磁同步电机d-q轴电流无法动态解耦,导致电机参数的动态变化影响其控制系统稳定性问题,提出一种基于参数辨识的永磁同步电机偏差解耦控制(PI-DDC)方法。以d-q轴电流控制器耦合系数为零推导完全解耦下偏差解耦项的传递函数,由此考虑电阻、电感和永磁体磁链等电机参数的动态变化对偏差解耦效果的影响,引入带遗忘因子递推最小二乘法在线辨识电机各参数,通过实时修正偏差解耦控制模型中的电机参数实现d-q轴电流解耦。以一台永磁同步电机为例,不同工况下的仿真和实验结果表明,所提的PI-DDC方法相比于传统偏差解耦控制方法,d-q轴电流响应时间缩短约50%,超调量分别减小约60%和70%,最大波动幅值分别减小约30%和37%,具有更好的控制精度和动态性能。     

电磁阀的热物理场数值仿真与试验研究

以某型航空发动机控制系统上的电磁阀为研究对象，建立其流固耦合模型，开展热物理场数值仿真研究，对其不同工况下的热物理场特性进行分析。同时搭建试验系统进行试验验证，根据试验结果对仿真模型及参数进行优化迭代，并得出结论：在实际使用过程中，电磁阀的温升主要受环境温度、外加功率、内部结构及外部热交换条件的影响，电磁阀的热物理场数值仿真结果与试验数据的最大误差为7.0%,数值仿真模型准确度较高，能有效地预测电磁阀的温度场分布。该模型可指导电磁阀热设计，具有较高的实际工程应用价值。     

新型直流电动机特性仿真研究

为了进一步提高电机的性能,引入了新型直流电动机,首先介绍了其绕组结构和工作原理,进而建立了电机的数学模型和仿真模型,然后利用该仿真模型得到新型直流电动机不同负载下的绕组电流波形和总电流波形,将仿真结果与实验结果进行对比,验证了模型的正确性。之后利用仿真模型进一步分析了新型直流电动机的机械特性,并说明了仿真结果和实验结果的差异及其原因。仿真结果显示,新型直流电动机的机械特性硬度好,转矩波动小。     

用陀螺理论求解液压锥差马达动力学方程

根据液压锥差马达机构特点,进行机构的受力分析,运用陀螺理论即刚体定点转动理论,建立液压锥差马达的欧拉动力学方程,推导出马达输入油压与输出转速的理论解析式,并作较深入的讨论,总结出该型马达的工作特性,为该型马达的设计提供了可靠依据。     

基于参数对比的凸轮转子伺服马达优化设计

针对目前用于连续回转伺服驱动的液压马达品种类型不多的特点,对一种新型的凸轮转子叶片马达进行了研究,提出了基于参数对比的伺服马达优化设计方法。通过对过渡曲线压力角、马达排量公式、马达瞬时流量脉动率以及凸轮正压力的解析式推导及分析,得出了压力角与凸轮大小半径、马达排量与凸轮轴向长度、流量脉动率与叶片厚度以及凸轮正压力与叶片径向长度之间的关系。通过仿真时的参数对比,得到了马达最关键的两个零件即凸轮转子和叶片的优化参数。基于该优化参数设计的液压凸轮转子叶片马达被成功地应用到连续回转电液伺服系统中,并得到了良好的伺服精度,从而证明了马达参数优化设计的可行性和有效性。     

变量泵(马达)功率回收实验系统研究

分析了液压泵和马达实验中的功率回收方法,提出了在变工况条件下的功率回收方案,对控制系统的响应进行了分析,为实验系统功率回收设计提供了参考.     

大功率潜水电机冷却系统分析方法与试验研究

为了研究大功率潜水电机的温度分布规律,以580 kW潜水电机为例进行分析。依据工作条件建立温度场计算模型,实现流固耦合自动传热并可模拟内外冷却介质的流动;以定转子铁耗定值、油摩损耗和铜耗变量作为热源施加方式,基于冷却系统参数影响关系得到温度场与流场间双向耦合关系,由此提出一种冷却系统分析方法;采用该方法研究冷却系统结构参数影响规律,并对比不同叶轮工作特性下冷却系统计算结果以得到最优叶轮参数。室内空载试验和海边负载试验结果表明：铁耗和温度的试验值与仿真值间相对误差在5%以内,所设计冷却系统在不同负载下可稳定运行。     

基于参数化有限元模型的活塞热负荷仿真分析

应用COSMOS／M参数化有限元程序语言及Delphi面向对象高级语言,建立了490型柴油机活塞的参数化三维有限元计算分析模型及其数据输入输出处理接口,对活塞温度场及其影响因素进行了定量分析,并在此基础上,对490型柴油机虚拟故障工况下的热负荷进行了模拟计算,为故障仿真提供一种方便高效的手段。