一种新型转子结构的内置式永磁同步电机优化设计

提出一种新型转子结构的内置式永磁同步电机。在转子永磁体材料用量相同的前提下,该结构所采用的阶梯形永磁体结构能够有效地改善气隙磁密波形,从而提高电机性能。为了得到阶梯形永磁体结构的设计参数,首先建立新型转子结构电机的磁路模型,以气隙磁密基波和谐波畸变率为目标函数,得到了转子永磁体的初始设计参数。为了提高参数的准确度,采用田口方法对该初始设计参数进行了优化,进一步提高了电机性能。最后,将该阶梯形永磁体结构的电机与传统一字形永磁体结构的电机进行了仿真性能对比。     

蝴蝶形音圈电机

一、概述音圈电机是磁盘机中驱动磁头作往复直线运动的动力源。70年代初曾用步进电机驱动磁头,因速度慢、定位精度差,后被音圈电机——小车驱动系统代替。音圈电机从磁路观点分析,有长音圈短磁路结构的长音圈电机和短音圈长磁路结构的短音圈电机。     

两自由度动磁式音圈电机设计与仿真

设计了一种能够实现两自由度运动的动磁式音圈电机。介绍了该电机的结构形式和工作原理,对该电机的磁路进行了理论分析与有限元仿真,两者结果相差约10%,验证了理论分析的正确性。最后进行了加工测试,验证了该音圈电机能够实现高速高频响运动。     

永磁电机中永磁体尺寸优化设计

在永磁电机的设计中 ,永磁体尺寸的确定是非常重要的。传统的永磁体尺寸设计采用经验公式来估算 ,不准确亦不具有普遍性。本文提出一种新的永磁电机中永磁体尺寸的设计方法 ,即用ANSYS软件对永磁电机的磁路进行有限元分析 ,计算出磁路的主要漏磁系数 ,再由磁路计算 ,得到永磁电机所需的永磁体大小。通过对一台 2 .2kW的永磁同步样机做试验分析 ,所得的试验结果与仿真结果非常接近 ,说明永磁同步电机设计及仿真程序结果的可行 ,能直接应用到永磁电机的设计制造之中     

一种椭球型混合式永磁转子同步电机优化设计及特性对比分析

提出一种椭球型混合式磁路结构的永磁转子同步电机,电机的面贴式永磁体设计为弧形结构,通过机械和电磁参数计算,初步设计得到一台额定功率为3 k W的新型结构电机模型。针对该电机中弧形面贴式永磁体,进行了正弦性的几何参数优化设计;再次,采用有限元分析法分别建立了所提出电机的初步设计结构和优化设计结构的电磁模型;最后,通过对两种有限元模型进行仿真分析,得到了电机的气隙磁通密度波形和相应的分析结果,验证了所提出电机结构的优越性和优化设计的必要性。     

线圈前移式直线音圈电机的设计与分析

针对直线音圈电机出力密度不高的问题,提出了线圈前移式电机结构。通过改变电机出力特性曲线,使其向右移动到合适位置,从而获得更大的平均出力密度以及更小的推力波动。采用磁路分析法推导该线圈前移式直线音圈电机在工作行程范围内的出力表达式,并分析其出力特性曲线。此外,通过有限元法仿真研究音圈电机的音圈前移量对电机平均出力的变化规律,从而分析确定前移量的理论优化值。最后,在理论与仿真的基础上,制作了实验样机,实验结果表明该样机的出力特性曲线与理论仿真结果基本一致,证明了线圈前移式结构在提高直线音圈电机平均出力和出力密度方面具有非常重要的意义。     

双绕组定子永磁型无轴承电机设计

提出了一种12/8极双绕组定子永磁型无轴承电机,分析了其结构与径向悬浮力产生原理,推导了电机的功率方程,确定了电机的定子内径与轴长。从电机的等效磁路入手对定转子极弧和永磁体尺寸进行了计算。初步确定了电机的主要尺寸参数,用有限元法(FEM)对该尺寸电机的悬浮特性和转矩特性进行了计算和分析,计算结果验证了设计方法和理论分析的正确性。     

基于有限元分析的弧形音圈电机综合优化设计

针对音圈电机设计中的磁路数值计算较复杂而简易计算准确度较低、设计参数选择不当等问题,文章在讨论音圈电机的漏磁、发热与机械时间常数的关系的基础上,结合有限元分析方法提出了一种简易的、准确的电机设计方法.然后应用该方法,以机械时间常数为优化目标,对已有的一台弧形音圈电机样机进行优化设计.通过样机实验证明:该方法具有较好的设计精度,同时降低了成本,提高了电机性能,取得了较好的效果,最后对音圈电机的其他改进方法进行了讨论.     

一种12/10极模块化定子混合励磁开关磁阻电机分析

为了提高传统开关磁阻电机（CSRM）的输出转矩、功率密度,降低电机的转矩脉动,该文提出一种新型的三相12/10极模块化定子混合励磁开关磁阻电机（MHSRM）。该电机定子由6个U型定子模块组成,每个U型定子块两极之间的槽口处嵌入永磁体,每个定子块构成独立的磁路,提高了电机的容错性,同时由于永磁体的加入,拥有更大输出转矩和功率密度。该文介绍MHSRM的拓扑结构、工作原理。为了验证该电机的良好性能,运用有限元方法对相同结构尺寸的MHSRM、CSRM和无永磁体的分块定子开关磁阻电机（SRM）的静态电磁场和电磁特性进行对比,并分析了永磁体对MHSRM电磁转矩的影响。最后,制作相同尺寸的MHSRM和CSRM样机各一台,对两种电机的静态电磁特性、稳态和动态性能进行实验测试,并与6/5极结构的MHSRM进行部分性能对比,实验结果验证了有限元计算分析的正确性,证明MHSRM具有相对更好的电磁性能。     

新型轴向磁通双凸极永磁发电机的设计与分析

提出了一种新型结构轴向磁通的双凸极电机。通过磁路法和有限元法实现发电机参数设计,给出定转子尺寸,永磁体大小,绕组数等参数。利用有限元方法对提出的新型电机进行了静态分析,得到空载情况下,不同转子位置时的磁场分布,磁链等特性。仿真结果证明所设计的新型电机同时具有双凸极和轴向磁通电机的特性,与理论分析一致,具有实用性。     

轴向磁通永磁电机的设计与优化

本文根据一款家用乘用车的结构和运行性能需求,设计出了额定功率95kW,峰值功率190kW的轴向磁通永磁电机。电机采用内单定子外双转子结构,定子铁心采用分块式设计形式。基于永磁电机设计理论,总结归纳轴向磁通永磁电机的初始设计流程,并对其电磁性能进行初始评估。采用有限元法建立电磁分析三维模型,对采用多种转子结构电机的电磁转矩、齿槽转矩、转矩脉动及永磁体涡流损耗等进行计算和分析。文中所归纳的电动汽车驱动用轴向磁通永磁电机设计流程及降低齿槽转矩、转矩脉动和永磁体涡流措施的效果对比,为此类电机的设计及优化提供借鉴经验。     

永磁无刷直流电机的电磁耦合器优化控制研究

永磁无刷直流电机的电磁耦合器是实现感应电能传输的重要器件,通过对电磁耦合器的优化控制设计,提高电磁耦合器的稳定性和输出增益。提出一种基于优化粒子群算法的电磁耦合器优化控制方法,首先进行了永磁无刷直流电机的电磁耦合器的等效电路设计,构建电磁耦合器控制的约束参量模型,以输出电压增益、功率损耗与效率为约束参量构建控制目标函数,实现控制算法的改进,进行了永磁无刷直流电机的电磁耦合器的优化设计。仿真实验结果表明,能有效提高永磁无刷直流电机的电磁耦合的输出稳定性,电机输出的电流增益、电压增益与输出效率高于传统方法,展示了较好的应用价值。     

复合结构混合永磁电机抗退磁性能分析及优化

针对传统稀土永磁电机的稀土永磁材料用量高的问题,本文提出一种由钕铁硼和铁氧体混合永磁的交替极加局部Halbach结构的少稀土永磁同步电机,分析了该复合结构混合永磁电机的结构特点。比较分析了该电机与传统一字型钕铁硼稀土永磁电机的电磁性能,并依据退磁特性建立了该电机的局部退磁有限元模型,通过磁路耦合联合仿真对电机多运行工况进行了仿真,针对高速弱磁和变载运行工况下电机局部退磁的性能损耗,以提高永磁体工作点和降低退磁率为优化目标,给出了该电机的抗退磁优化设计方案。仿真结果验证了所提电机结构的合理性,电机抗退磁性能较优化前提升了10.3%。     

基于Ansoft软件设计分析内置式永磁同步电动机

从特种电机要求、电机磁路结构、主要参数的选取等方面介绍了永磁同步电动机的设计方法,并分析了这些参数对电机性能的影响。运用有限元软件Ansoft分析计算永磁同步电动机电磁系数并设计了一种内置式永磁电机。     

磁悬浮人工心脏驱动电机的优化设计

提出了基于电磁场有限元分析技术,对磁悬浮人工心脏的驱动电机进行优化设计的方法。根据对人工脏器的设计要求,设计了一台单面轴隙式永磁无刷直流电机作为人工心脏的驱动电机。通过建立驱动电机的3D整体模型,研究电机气隙中的磁场分布。同时结合电机损耗的计算方法,以提高电机的总体效率、降低电机的整体尺寸为目标,对驱动电机的电机线圈、永磁体阵列的尺寸进行优化设计。仿真与计算得出的优化设计结果,可以为人工心脏的工程设计提供参考。     

电动摩托车用双定子永磁电机设计及其转矩分析

为充分利用电动摩托车轮毂电机内部空间,提高电机的驱动转矩,该文设计了一款双定子结构的永磁电动机。在内外定子主要尺寸、磁路结构、绕组设计讨论的基础上,完成了该电机的电磁设计。用电磁场有限元的方法研究了该电机的转矩特性,并与单定子永磁电机进行对比,结果表明双定子永磁电机的起动性能更好,驱动能力更强,提高了电机的空间利用率,适合作为电动摩托车的轮毂驱动电机。     

永磁球形步进电机的结构研究与设计

介绍了一种新型永磁球形步进电机的基本结构,分析了永磁体和定子线圈在实际电机模型中的球面定位,然后介绍了一种以单相电流跟踪PWM控制实验为基础的定子线圈的选择方法。选择合适的部件设计出了永磁球形步进电机的转子球、永磁体、定子支座、定子线圈等各部分的实际参数,给出了详细设计方案,并绘出了该电机的CAD模型图,为永磁球形步进电机的进一步设计和优化提供了依据。     

混合动力汽车ISG用混合永磁同步电机转子研究

设计了一款混合动力汽车集成式起动发电机(ISG),用钕铁硼和铁氧体混合永磁的永磁同步电机(PMSM)。分析了两种永磁体的结构参数对电机磁路的影响规律,推导了钕铁硼和铁氧体并联磁路的约束条件;以铁氧体的不可逆退磁量和电机的基本性能为优化目标,通过场-路结合的方法,确定了钕铁硼和铁氧体的结构参数;并与传统的钕铁硼PMSM在电机性能和永磁体成本等方面进行了比较分析。研究结果表明,所提出的ISG混合永磁电机能有效地减少永磁体材料成本和铁氧体退磁风险,电机性能达到了设计要求。     

基于博弈论的电动汽车轮毂电机热源损耗优化

为降低具有高功率、高转矩密度等特点的电动汽车轮毂电机热源损耗,提出了基于博弈论的外转子式永磁同步轮毂电机的多目标优化设计方法。首先应用磁路法推导了电机各项损耗的解析表达式;其次以定子槽形的尺寸为设计变量,以定子铁耗、绕组铜耗、永磁体涡流损耗和电机效率为优化目标,建立电机优化设计数学模型;最后应用基于博弈论的多目标优化算法(Game Theory Optimization Algorithm,GTO),同时结合改进粒子群算法(Advanced Particle Swarm Optimization Algorithm,APSO)对电机定子槽型进行优化设计,并借助有限元仿真软件进行了辅助计算。研究结果表明：相较于原设计方案,优化后电机功率损耗减少32.6%,效率提高6.12%。     

基于JMAG软件的高速永磁电机的研究与设计

基于磁路分析设计法,提出了5kW高速永磁电机的设计方案,并对设计过程中的电机极数、永磁体厚度、绕组节距以及极弧系数进行了优化仿真。通过JMAG软件建模仿真,完成了对高速永磁电机的磁密、磁感线、空负载电动势以及电机转矩的分析,该电磁方案可为高速永磁电机设计与优化分析提供一定的理论依据。