一种新型混合励磁爪极发电机的建模和计算

提出了一种具有混合励磁结构的爪极发电机的原理和模型，混合励磁爪极发电机是由永磁体和励磁线圈共同产生电机磁场的一种发电机，较之传统的电励磁爪极发电机，具有效率高、电机低速性能好，集线圈励磁的电压调节性能和高功率密度的优点，具有很好的研究前景和使用价值，但是，长期以来由于其结构和磁路的复杂、不规则性，又是典型的三维磁场特性，国内外对于这种新型电机的专题研究经典的从磁通管方法入手的等效磁网络法结合有限元法，通过分析，计算电机各部分磁导，构成爪极电机的三维等效磁网络，并采用三维有限元法计算了电机的自感，给出了相关的计算结果，以供设计人员参考。     

爪极发电机空载漏磁计算

用三维有限元方法计算一台电励磁爪极发电机和一台新型混合励磁爪极发电机漏磁系数。爪极结构的特殊性决定了爪极发电机磁场呈三维分布,需用三维数值方法计算。采用有限元商用软件包通过前处理、加载和后处理等程序,得到电励磁爪极发电机和混合励磁爪极发电机不同结构参数下的空载漏磁系数,并总结出不同结构参数下漏磁系数的变化规律,对于不同类型爪极发电机的结构设计、磁场分析以及参数优化设计等方面的研究提供一定的理论参考。     

爪极发电机负载漏磁计算

采用三维瞬态有限元方法对一台电励磁爪极发电机和一台混合励磁爪极发电机进行了负载漏磁计算。爪极发电机的特殊爪极结构决定了电机磁场呈三维分布,需要用三维数值方法计算。首先对永磁体进行了优化分析,确定了永磁体牌号和三维尺寸。接着分析了两种电机的气隙磁密波形。然后得到了在输出恒压的前提下两种电机不同转速和不同励磁电流下的负载平均漏磁系数以及最大输出功率。并且得出了两种电机效率与负载平均漏磁系数的变化关系。最后,计算值与样机实测值的一致性验证了计算结果的有效性。     

串联磁路混合励磁爪极发电机的结构设计和特性

针对电励磁爪极发电机效率低、永磁爪极发电机磁场调节困难的问题,提出了一种串联磁路混合励磁爪极同步发电机,利用磁路计算方法和三维有限元的分析研究了这种新型电机各部分的磁通密度大小,确定了合适的极对数和合理的磁钢厚度,探讨了这种新型电机的空载特性、外特性和调节特性.研究表明:串联磁路混合励磁爪极发电机合适的极对数为2,且磁钢厚度存在一个较为合理的优化值;相对于电励磁爪极发电机,它实现了励磁电流的双向控制;相对于永磁爪极发电机它使得输出电压的可调,在更宽的负载范围内实现了输出电压的恒定;在参数相同的情况下,与电励磁爪极发电机相比,该电机具有更高的气隙磁通密度和功率密度.     

基于等效磁网络法的新型混合励磁无刷爪极发电机的性能计算

提出一种新型的混合励磁无刷爪极发电机,该电机由永磁体与励磁绕组共同作用产生电机磁场,由于电机结构及磁路的复杂性,对这种电机进行快速、准确的分析比较困难。建立考虑磁场三维分布的电机等效磁网络模型,利用该模型对电机的空载磁场分布及磁场调节能力进行了分析,与有限元分析相比,等效磁网络法分析快速、结果准确。此外,利用等效磁网络模型,结合电机的相量图对电机的负载输出特性进行了计算,计算结果与样机实验结果相吻合。分析结果显示该电机具有气隙磁通密度高、功率密度高、低速输出性能好、励磁损耗低的特点。     

基于Ansoft的爪极发电机漏磁分析与优化设计

针对爪极发电机漏磁大,影响电机效率问题,利用Ansoft软件的Rxmprt和Maxwell 3D模块,建立了一台爪极发电机的三维有限元瞬态仿真模型.通过在三维模型中添加漏磁分析辅助面的方法,分析了电机漏磁分布的规律.在空载、恒定励磁条件下,分析了气隙大小对电机漏磁影响.探究了一种新型的混合励磁爪极同步发电机的漏磁分布情况,并与电励磁爪极电机的漏磁系数进行了对比分析,验证了混合励磁爪极电机在漏磁和效率上的优越性.     

基于棱单元法计算爪极发电机负载特性

本文用四面体棱单元三维有限元方法计算一台28V,35A汽车用爪极发电机负载特性.用迭代的方法计算出发电机负载不同转速时的输出电流.棱单元有限元法比节点元有限元法对内存的需求少,计算时间少,因此适合计算爪极发电机负载特性.样机的实验结果与棱单元法计算结果的一致性验证了计算结果的正确性.本文对爪极发电机负载性能和参数的计算以及爪极发电机的优化设计具有一定的理论参考意义.     

基于磁网络模型爪极电机气隙磁场的研究

采用等效磁网络法,对爪极进行分段建模整体迭代,建立了爪极电机较为精确的等效磁网络模型,提出了三维场磁网络模型的求解方法,基于等效磁网络法分析了爪极电机的气隙磁场分布情况用于爪极发电机的电磁计算之中。实验结果表明,采用磁网络模型分析特殊结构的电机较其它方法具有优越性,提高了计算速度,精度较高,适合于工程应用。     

爪极电机空载时三维磁场的数值分析和电感计算

该文通过三维电磁场数值分析方法对一台35A交流汽车爪极发电机的空载磁场分布进行了计算，分析了电机各部分的磁场以及电机气隙磁密波形，对于不同爪极截面处也进行了计算和磁场显示，在此基础上，利用能量摄动法进一步研究和计算机了空载时电机各绕组的自感和互感，从而得出了空载时的相电压波形；与实测结果比较，证明了计算结果的正确性，对于计算负载时爪极电机的电感以及进一步研究混合励磁的爪极电机均具有一定的参考价值。     

基于三维等效磁网络模型的混合励磁同步电机电磁特性分析

针对分析混合励磁同步电机电磁特性时,三维有限元法计算量大、耗时长,解析法难以考虑铁磁材料饱和影响的问题,提出一种改进的三维等效磁网络模型。该模型考虑了模块化定子齿和转子极靴不均匀饱和,磁极间漏磁、磁极端部漏磁和定子槽内漏磁,能够快速预测具有模块化定转子结构的新型混合励磁同步电机的电磁特性;在建模过程中,根据电机转动时定转子的相对位置,建立相应的气隙磁导等效模型,以进行动态分析。利用该模型,计算了混合励磁同步电机的气隙磁通密度分布、磁链、反电动势和转矩,分析了电机的励磁调节能力。最后,将计算结果与三维有限元、样机实验结果进行比较,验证了该模型的准确性和有效性,为具有三维磁通路径特性的复杂结构电机提供一种快速的初期设计方法。相比于传统模型,该模型精度提高约9.5%;相比于三维有限元法,该模型所需计算时间仅为其0.05%。     

具有永磁励磁的混合式爪极发电机空载磁场分析和电感计算

提出了一种具有永磁励磁的混合式爪极发电机 ,采用三维有限元计算 ,分析了该种结构电机的各部分磁场 ,并采用能量摄动法对电机的自感和互感进行了计算 ,所得结果与用MEC方法计算的结果进行了比较 ,证明了解的正确性与可行性 ,为进一步研究混合励磁爪极电机 ,奠定了一定的基础。     

混合励磁爪极同步电机磁路结构及其调磁性能

在分析轴向/径向磁路混合励磁同步电机磁路与性能优缺点的基础上,提出了四种新结构轴向/径向磁路混合励磁爪极同步电机。详细分析了这四种电机的拓扑结构及磁路,给出相应的磁路图。采用三维有限元技术计算了不同励磁电流时电机气隙磁通。分析与计算结果表明,所提出的四种结构的混合励磁爪极同步电机,均具有较好的调磁性能,其中非对称交错永磁电机的弱磁和增磁性能最好,可满足宽调速同步电动机的需要。     

汽车用爪极发电机负载磁场和电感的分析与计算

该文采用三维有限元方法对1台28V，35A汽车用爪极发电机进行了计算，用迭代的方法计算出稳态时额定负载下电机内三维磁场的分布，然后用能量摄动法计算出负载时电机各绕组的电感值，并给出负载时电机的相电压波形。其结果对爪极发电机负载性能和参数的计算以及爪极发电机的优化设计具有一定的参考意义。     

串联磁路混合励磁爪极同步发电机的结构设计

针对电励磁爪极电机效率低、永磁爪极电机磁场调节困难的问题,探讨一种新型串联磁路混合励磁爪极同步发电机,分析其结构及其工作原理,利用磁路计算方法和三维有限元的分析对电机进行了仿真,确定了合理的磁钢厚度和合适的极对数。     

汽车用爪极发电机新型控制系统

给出几种汽车用爪极发电机控制系统。首先给出双电压发电机系统电路图,并介绍其工作原理。在普通发电机三相绕组中间抽头,并增加可控桥就可以得到另一种新型汽车发电机系统,分别阐述高速和低速时工作原理。最后介绍未来汽车发电机电源系统发展趋势。