一种动圈式约束活塞电机的结构优化与性能分析

为进一步降低约束活塞式内燃直线发电系统的推力波动,提高系统输出性能,提出一种动圈式约束活塞电机,由绕组线圈作为动子往复运动进行发电。利用JMAG软件建立了约束活塞电机的有限元计算模型,分析了系统性能的影响因素,完成了约束活塞电机的永磁体排列方式、布置尺寸及外磁轭厚度的优化设计,并对约束活塞电机优化前后的性能进行了对比分析。优化结果表明:永磁体1、3、5的轴向尺寸和外磁轭厚度均为7 mm,动子线圈以3.25 m/s的速度运行时,约束活塞电机的输出性能达到最优;电路外接电阻为10Ω时,负载电流较优化前提高了18.6%。     

直线磁场调制电机功率因数优化设计

为提高直线磁场调制电机功率因数,通过推导直线磁场调制电机气隙磁通密度、功率因数的解析公式,研究各个结构参数对电机功率因数的影响.确定了永磁体分布、齿靴宽度、调磁块形状和尺寸等参数为主要优化变量.在利用Ansys Maxwell软件对直线磁场调制电机进行参数化有限元仿真的基础上,建立了关于电机平均推力和功率因数的多项式响应面模型.采用Box-Behnken方法对电机进行优化设计,优化后的直线磁场调制电机功率因数从0.497上升到0.720,提高了约44.9％.     

一种永磁直线电机的永磁体阵列设计

针对一种无铁心单边永磁直线电机的结构形式，推导了工作气隙磁场的二维解析解，用于电机阵列类型、永磁体厚度和永磁体占空比等结构参数的设计．解析计算表明，在该直线电机结构形式下，永磁体阵列采用常规阵列就可以得到与分段Halbach阵列接近的磁场，使电机的加工与装配得以简化，这与ANSYS有限元计算结果一致．该分析直线电机磁场的方法仅需修改边界条件，就可用于铁心直线电机的设计．基于文中的分析，实现了一个直线电机驱动的单自由度工作台，其行程为27mm，移动件的质量为1．4k，最大加速度为11．5m／s^2．     

多齿型定子的开关磁通永磁电机设计与仿真

提出了一种多齿型定子铁芯结构的开关磁通永磁电机,并建立电机参数化模型。以电机定/转子之间间隙、永磁体厚度、定子齿宽等参数作为分析变量,基于有限元分析软件对多齿型开关磁通永磁电机的气隙磁密、齿槽转矩等电磁特性进行分析,为直驱型纯电动汽车所用电机的设计及优化提供参考。     

一种新型混合励磁分段转子开关磁阻电机

分段转子开关磁阻电机磁路短、损耗小,但功率密度低。在该电机的定子槽口增设12块永磁体,构成一种新型12/8极混合励磁分段转子开关磁阻电机。介绍混合励磁分段转子开关磁阻电机的拓扑结构和工作原理,建立电机的数学模型,分析永磁体的工作模式,并用等效磁路法验证其增磁作用。使用有限元法仿真其静态和动态特性,分析永磁体厚度对电机的影响、在不同电流下永磁体转矩与总转矩的占比关系。与传统分段转子开关磁阻电机进行对比,混合励磁分段转子开关磁阻电机的平均转矩提高10.7%,转矩脉动减少11.1%。     

中心部分分段Halbach永磁同步轮毂电机解析计算与优化设计

针对永磁同步轮毂电机转矩脉动和涡流损耗大的问题，提出一种主磁极中心部分分段结构。采用Halbach充磁方式，永磁体主磁极中心部分分段，边界磁极与主磁极不等宽不等厚。首先，在二维极坐标系下构建解析模型，采用精确子域模型法，对解析模型在空载、电流源激励及负载下的气隙磁密和转矩进行计算。其次，建立10极12槽永磁同步电机模型并对其进行有限元仿真验证，提出一种分级优化方法，对电机结构参数进行优化，从而达到降低永磁同步电机气隙磁密谐波畸变率、转矩脉动及涡流损耗的目的。最后，与相关8种磁极结构永磁同步电机模型的各项电磁性能展开对比。结果表明：分级多变量多目标优化算法提高了优化效率与精度；十字型主磁极中心部分分段Halbach永磁同步电机可以显著减小涡流损耗，有利于牵引电机过载运行；H型主磁极中心部分分段Halbach永磁同步电机可以显著降低转矩脉动，提高电磁转矩和机车稳定运行能力。     

双凸极永磁电机结构尺寸对性能的影响

提出了一种新型12/8极的双凸极永磁电机,该电机定转子铁芯均由硅钢片叠压而成.通过2D有限元计算和仿真分析了电机的结构、基本工作原理和非线性建模,并讨论了电机结构尺寸变化对其性能的影响,如定子磁轭厚度、转子极弧宽度和转子斜槽角度.最后对电机的控制策略进行了优化.     

基于DSP的超声波电机步距角检测机构和步进定位控制

为了实现小型超声波电机的位置控制,提出了一种采用永磁体和霍尔元件的步距角检测机构,并介绍了基于DSP的超声波电机步进定位控制系统.该步进定位控制系统具有结构简单、精度高和可靠等特点.     

电动汽车用可变磁通外转子轮毂直驱永磁电机研究

针对电动汽车用轮毂直驱电机技术研究现状,提出一种新型外转子结构的可变磁通永磁电机(variable flux permanent magnet motor, VFPMM)。首先提出该电机的结构拓扑,结合钕铁硼(Nd Fe B)永磁体转矩增强和铝镍钴(AlNiCo)永磁体磁通可变的特点,分析磁通调节的机理。其次,讨论电机的电磁设计规律,分析和推导永磁体的设计和计算方法,并在此基础上设计1台功率为3 kW的样机。通过有限元仿真,分析设计样机的磁化特性,获得电机的基本运行性能曲线和效率map图,验证所提电机设计的合理性。最后,制作实验样机。研究结果表明:该样机的恒功率调速范围宽,动态性能良好,全局效率较高,满足设计指标要求。     

基于Ansoft的内置式“一”型永磁同步电机的优化设计

设计一台电动汽车用12槽8极永磁体"一"型内置式永磁同步电机,研究该类电机齿槽转矩、空载反电势产生的机理,分析隔磁桥尺寸、永磁体嵌入深度及永磁体厚度等参数对电机齿槽转矩、空载反电势的影响。基于有限元分析软件Ansoft,以减小齿槽转矩、提高空载反电势、提高电机出力、降低噪声为目的,对该电机进行优化分析。仿真结果表明,当永磁体厚度为5.5 mm、隔磁桥宽度为4.5 mm、永磁体嵌入深度为14 mm时,电机的齿槽转矩最小、空载反电势正弦性较高、幅值较大,运行性能最优。研究成果为该类电机在电动汽车的应用奠定了一定的基础。     

基于EKF的永磁同步电机的磁链在线监测

在永磁同步电动机中,永磁同步电动机的性能、效率和稳定性受到永磁体磁性的直接影响．为保证永磁同步电机的高鲁棒性,需要对永磁同步电动机中的永磁体信息进行实时在线监测．本文选择旋转坐标系下的定子电流和永磁体磁链为状态变量,建立一个能够实时提供准确永磁体磁链信息的EKF（扩展卡尔曼滤波器）系统．仿真结果验证了该算法的可用性并表明EKF滤波系统能准确地在线监测出磁链信息．     

超相式无刷永磁直流电机

设计了一种运行性能好,控制结构简单,运行可靠,调节更灵活的适应于调速运行的电机。它集中了电力电子,永磁性材料和无刷电机的优点,节省能源,减少维护,对社会进步有重要意义。     

车辆用永磁起动机的计算机辅助设计

从计算机辅助设计的角度出发，首先给出了永磁起动机工作瞬态的性能计算方法，然后开发了永磁起动机计算机辅助设计软件，最后利用试验结果对计算方法进行了全面考核，证明了方法的正确性和有效性。     

永磁电机磁阻转矩的抑制方法

介绍了定子齿面加辅助凹槽和转子磁极分段移位两种抑制磁阻转矩的方法。利用傅里叶分解及能量虚位移法，推导了磁阻转矩的计算公式。从谐波分析的角度，对齿面加辅助凹槽和转了磁极分段移位的原理及其对磁阻转矩波形的影响进行了深入分析，指出齿面所加凹槽数应使6q为奇数，凹槽结构和磁极边缘削角可影响磁阻转矩的波形，采用转子磁极分段移位可有效减小磁阻转矩的基波分量。通过二维有限元计算，证明该结论是正确的。     

稀土永磁同步电动机起动性能分析

从稀土永磁同步电动机的基本电磁关系出发，定性分析起动过程中定子和转子不同频率电流分量及其旋转磁场的相互作用，对起主要作用的异步起动转矩和发电制动转矩进行了深入研究，采用相量法和迭加原理求得表征起动性能的转矩－转差率曲线，并同实测结果进行了对比．     

永磁同步电机PMSM的模糊PI控制方法

将模糊控制器用于永磁同步电机的控制,利用模糊控制不依赖于对象模型和鲁棒性强的优点来克服永磁同步电机中参数漂移、非线性和耦合等因素的影响.仿真结果表明：基于模糊控制的永磁同步电机控制系统与传统PI控制相比,具有较快的响应速度、较高的稳态精度和较强的鲁棒性.     

电动汽车水冷式永磁同步电机设计与分析

电机驱动系统是电动汽车的动力核心部件。针对某型纯电动运动型多功能汽车(SUV)的水冷式永磁同步驱动电机进行了设计与仿真分析。基于整车参数对匹配电机的设计指标进行了计算和选取,分析了电机的热源与热传递特性,设计出周向螺旋式水冷结构。基于有限元软件Ansoft对电机磁场进行了仿真,结果表明设计的电机能较好地满足车辆驱动要求。     

永磁式直线同步电机的特性分析

介绍了一种永磁直线同步振动电机的工作原理，并采用解析和数值两种方法对这种电机方波电压激励时运动特性进行了分析，得出一些有关这类电机运动特性的结论，并通过实验加以验证，分析方法和分析结果可为这种电机的设计，控制和应用提供参考。     

永磁无刷直流电机换相转矩波动的分析研究

在考虑齿槽、永磁体结构的影响时，根据相绕组的实际感生电势，讨论了永磁无刷直流电机的换相过程．从一个新的角度分析了绕组换相引起转矩波动的原因，指出换相转矩波动不仅与电机绕组电流有关，还与换相时相绕组感生电势瞬时值、换相位置角、绕组参数等因素有关．通过数值计算结果说明了各因素对换相转矩波动的影响程度，为研究换相转矩波动的减小措施和永磁无刷电机的设计及控制提供了理论依据．