考虑隔磁桥饱和的切向式永磁电机电枢磁场解析建模

为解决多层绕组结构的切向式永磁电机磁场准确计算的难题,文中基于二维子域解析建模思想提出一种考虑定子多层绕组结构和转子隔磁桥饱和效应的电枢磁密解析计算方法。该方法首先在定子槽内进行精细子域划分,以建立多层电枢绕组的矢量磁位方程,然后通过等效气隙对切向式转子铁芯隔磁桥处的饱和效应进行等效,最后结合误差校验和循环迭代,有效解决传统子域建模方法因无法考虑铁芯有限磁导率而难以对内置式永磁电机进行磁场计算的问题。文中以8极9槽和10极12槽永磁电机为例,结合不同绕组结构建立有限元解析模型,并将有限元法计算结果与解析法计算结果进行对比,验证了该方法的计算准确性和运算快速性。     

切向磁场永磁发电机结构参数对漏磁通的影响分析

针对磁路法求解空载漏磁系数不准确的问题,在不改变切向磁场永磁发电机定子结构的情况下,利用有限元法分析转子的极对数、永磁体厚度、隔磁套厚度、气隙长度的变化对发电机漏磁通和漏磁系数的影响规律,为切向永磁发电机的设计提供技术支持.     

U形转子磁路结构永磁同步电动机极间漏磁分析

计算分析U型水磁体转子磁路结构永磁同步电动机的隔磁措施对极间漏磁系数的影响，并得出了一些结论。     

内置式永磁同步电机隔磁桥影响研究

内置式永磁同步电机d、q轴磁路不对称产生的磁阻转矩有助于提高电机的过载能力和功率密度,为减少漏磁,转子隔磁桥尺寸较小,但过小的隔磁桥在高速旋转时,隔磁桥强度能否满足要求是保证电机安全运行的关键。本文针对常见的三种内置式转子结构,用有限元法计算不同隔磁桥厚度对电机电磁性能及转子应力的影响规律,并对带辅助隔磁桥"V"形转子隔磁桥厚度进行优化计算。结果表明,带辅助隔磁桥"V"形转子的内置式永磁同步电机能够兼顾电磁性能和结构强度,因此更适合高速运行。     

不同转子结构永磁同步电动机的控制性能研究

设计了两台转子磁路结构为内置径向式和切向式的永磁同步电动机,利用磁矢位法和能量法计算其电磁参数,根据数学模型计算各自的转矩特性,分析电机在恒转矩和恒功率控制区的控制性能并给出了相应的控制方法。对两种转子磁路结构电机的仿真结果表明,径向结构的动态响应快,过载能力强而切向结构的弱磁扩速能力强,与理论分析的结论一致。所得结论对永磁同步电动机设计具有一定的参考价值。     

高速永磁同步电机电气性能的优化设计

为了提高现有高速永磁同步电机的空载反电动势,改善电机的电气性能.首先,分析了永磁同步电机空载反电动势与隔磁桥、永磁体厚度间的数学关系.其次,利用有限元仿真软件对隔磁桥尺寸及永磁体厚度进行了优化,得到了两者的最优解.最后,校验了优化后电机的机械强度.样机电气性能的优化为高速永磁同步电机系列化设计提供了有力参考.     

高速内置式永磁转子强度分析与设计

针对高速内置式永磁转子表面线速度高,高速离心力易损坏隔磁桥的问题,对高速内置式永磁转子进行强度分析与设计。基于转子受力原理,推导高速内置式永磁转子强度解析计算公式,并采用有限元法验证了解析计算的正确性。为了提高高速内置式永磁转子的机械可靠性,提出采用永磁体分段的转子结构,即在转子结构中增加加强筋以分散隔磁桥所受的离心力,针对分段转子结构复杂的特点,采用有限元法分析了加强筋个数、加强筋尺寸对转子强度与漏磁特性的影响,总结了分段结构转子的设计规律。在对高速内置式永磁转子强度与电磁特性分析的基础上,设计一台额定功率15 k W、最高转速30 000 r/min的高速电机内置式永磁转子并进行了空载试验,为高速内置式永磁转子的设计提供了参考。     

三相交流永磁同步电动机转子漏磁场分析与计算

为准确计算稀土永磁同步电动机空载漏磁,基于二维有限元法,充分考虑转子磁路结构的特点,建立了空载漏磁场的数学模型,提出了改进漏磁通路径的方法,并进行了相应有限元建模。计算了不同情况下空载漏磁系数,得到了一系列空载漏磁系数曲线。对一台18kW的稀土永磁同步电动机进行了实例计算,通过与实验数据分析对比,验证了有限元法求解的正确性,具有一定的实际参考价值。     

内置式永磁同步电机不同转子拓扑结构对电机性能的影响分析

为了研究不同转子拓扑结构对8极48槽内置式永磁同步电机(IPMSM)的电磁性能和噪声性能的影响,分别建立了单层无隔磁桥、单层有隔磁桥、双层无隔磁桥以及双层有隔磁桥转子拓扑结构的内置式永磁同步电机的有限元模型。除转子拓扑结构以外,四种电机的定子拓扑结构、永磁体使用量等其它条件完全相同。首先,对电机电磁性能和噪声性能进行相关的理论分析。其次,建立四种电机的有限元模型,对四种电机的凸极率、输出转矩、转矩脉动以及空载反电势谐波畸变率等电磁性能进行比较分析,并对四种电机进行模态分析。最后,比较了四种电机的振动响应和噪声特性。结果表明,双层有隔磁桥转子结构的内置式永磁同步电机电磁性能最好,并且其噪声削弱效果也最好。     

抽油机用异步起动永磁同步电机的分析研究

分别对转子实心式与冲片式异步起动永磁同步电机进行分析比较研究.采用Ansoft软件建立两种电机的有限元分析模型,计算电机的磁场分布,比较电机的空载漏磁系数、齿槽转矩和空载反电势等特性.分析结果表明,转子实心式永磁同步电机具有起动转矩大、漏磁系数小和效率高等优点,在抽油机等场合获得广泛应用.     

基于Ansys的横向磁通电机定子结构的优化

该文利用Ansys分析计算了横向磁通电机定子在不同结构下,电机的空载漏磁系数。找出了使电机漏磁系数最小和制造工艺最简单的定子结构,并作了进一步的分析和比较。定子极靴的底边与转子弧为同心圆时,电机的漏磁系数最小。底边为直边时,漏磁系数最大。底边为正梯形时,由于其形状接近于同心圆,因此漏磁系数较倒梯形要小。而在制造工艺上,直边形最简单。因此在设计电机时需将制造工艺与漏磁系数进行综合考虑,选择最优的方案。此外,该文对定子槽部的一种结构也作了优化,使电机能够获得较大的气隙磁密。     

具有变磁阻励磁回路的永磁同步电动机电感参数

为解决永磁同步电动机弱磁问题,提出了一种能够跟随转速自动调节励磁磁阻的新型永磁同步电动机.在介绍电机基本结构和原理的基础上,通过不同励磁下电机磁力线分布,指出了影响交直轴电感主要有永磁体、隔磁磁桥和交直轴电流.并分别就永磁体厚度、隔磁桥尺寸、电流饱和、非导磁体的引入和永磁体的运动,运用有限元数值法计算了交直轴电感.计算结果与电感分析结果和测试结果相吻合.     

近极槽数表贴式永磁同步电机齿顶漏磁分析与计算

近极槽数表贴式永磁同步电机的齿顶漏磁比较大,凭传统经验选取齿顶漏磁系数,再利用有限元软件仿真的方法延长了电机设计周期,即齿顶漏磁的快速、准确计算十分必要。根据半单元电机内每个齿的齿顶漏磁各自不同的特点,提出了平均每极齿顶漏磁的计算方法。将半单元电机内的所有齿的齿顶漏磁规算到每个磁极下,推导出了平均每极齿顶漏磁和齿顶漏磁系数的解析表达式。在此基础上进一步研究了电机极数和极弧系数的变化对齿顶漏磁系数的影响。平均每极齿顶漏磁解析法计算结果与有限元软件仿真结果一致,验证了平均每极齿顶漏磁计算方法的正确性和准确性。     

永磁电机外漏磁场有限元处理方法

以轴向磁场磁通切换型永磁电机为例,提出一种基于永磁磁通幅值的电机外围漏磁有限元处理方法,即电机有限元模型外围空气罩尺寸的确定方法。研究表明该方法可以在计算时间和精度之间实现最优化,同时可以推广到双凸极电机等定子永磁型电机的有限元分析。     

表贴式轴向磁通永磁电机齿顶漏磁的分析计算

分数槽绕组轴向磁通永磁(AFPM)电机的齿顶漏磁较大。在利用等效磁路计算程序调试电机设计方案时,需要准确计算漏磁系数,而准确计算漏磁系数的前提是准确计算齿顶漏磁系数。根据轴向磁通永磁电机磁通路径的分布特点,针对定子齿和磁极不同的相对位置,给出了不同位置角时的齿顶漏磁解析公式。为了验证解析公式的正确性,以一台电机的设计方案为例,采用解析法和有限元法分别计算漏磁系数,结果表明解析计算结果和有限元计算结果具有较好的一致性。最后给出了齿顶漏磁与电机极数之间的关系,为电机设计和优化提供了参考。     

电力变压器绕组轴向短路力的研究

针对一台带独立调压绕组的电力变压器,用ANSYS软件建立了该变压器漏磁场的磁路耦合模型,得出了绕组漏磁场和电动力分布,应用有限元法对其漏磁场和轴向短路电动力进行了计算分析,计算结果符合电力变压器的基本特性.     

基于脉冲漏磁的带保温层管道腐蚀缺陷检测

在带保温层金属管道腐蚀检测方面,脉冲漏磁技术显示了潜在的优势.利用有限元分析软件Comsol Multiphysics对不同结构的传感器进行仿真分析的基础上,提出了一种优化结构的脉冲漏磁传感器,用于带保温层的管道腐蚀缺陷的检测.通过实验验证了传感器结构优化设计的有效性,为进一步量化分析缺陷信息打下基础.     

基于脉冲漏磁理论的铁磁性材料斜裂纹检测

在广泛应用于各行各业的铁磁性材料中,由于应力和环境等因素的作用,裂纹是其最常见的缺陷之一,且多以不规则的形状(如斜裂纹)存在。为了分析斜裂纹的脉冲漏磁信号特点,建立了脉冲漏磁检测斜裂纹的有限元仿真模型,对比分析了斜裂纹与垂直裂纹的脉冲漏磁信号的差异,提取并研究了相关特征量与斜裂纹尺寸的关系。同时,利用脉冲漏磁检测系统对几种斜裂纹进行了实验,检测结果与仿真分析结果一致,验证了利用脉冲漏磁检测斜裂纹的可行性,为下一步对斜裂纹的定量检测提供了理论指导。     

永磁电动机磁路计算中主要系数有限元分析

为了提高永磁电机磁路计算的准确性.采用二维电磁场有限元法对电机气隙系数、空载漏磁系数、计算极弧系数进行了分析,提出由于转子位置不同引起漏磁系数计算模型不同的思想,完善了现有文献中的计算方法,并通过大量计算,给出了磁极偏心时的计算极弧系数变化曲线.分析方法可直接应用于工程实际中.     

永磁体形状对可变磁通记忆电机调磁参数影响

采用有限元方法对不同永磁体截面形状的可变磁通记忆电机空载和直轴去磁磁场分布进行了分析,详细描述了转子内的旁路磁通和零磁通密度区域的变化情况.在此基础上,研究了永磁体形状改变对每极最大气隙磁通、气隙磁通密度、永磁体中心线上的磁通密度以及最大去磁安匝数等调磁参数的影响.结果表明合理选择永磁体形状可以显著提高永磁体的利用率;永磁体形状系数小于约0.6时,容易实现对永磁体有效去磁,而永磁体截面形状接近矩形时则应该将整个永磁体工作点去磁到拐点以下才能保证去磁效果.该成果有助于此类电机的合理设计和控制.