条形永磁开路漏磁导磁场仿真计算方法

准确计算永磁漏磁导可以有效提高等效磁路法计算精度。本文研究了条形永磁开路漏磁导的磁场仿真计算方法,利用三维有限元软件进行了仿真计算,并通过实验验证计算结果。文章所得的结论可用于建立比较准确的等效磁路模型。     

极化磁系统判别准则的研究与应用

极化磁系统具有体积小、重量轻、功耗低、灵敏度高、动作速度快等一系列优点，被广泛应用于军用与民用电磁继电器产品中。在实际设计中，由于用户要求多种多样，导致设计出的磁系统结构繁多，而目前尚无判别一个磁系统是否为极化磁系统的准则。该文从永磁结构及其动作特点的角度出发，将极化磁系统归结为4种典型结构；通过对极化磁系统典型结构、等效磁路及数学模型的综合研究，从磁压和磁通的角度分析总结出极化磁系统的判别准则。以该判别准则对一种含永磁磁系统进行分析，判断其是否为极化磁系统。研究结论对含永磁的电磁继电器设计具有一定的指导作用。     

基于分布参数磁路模型的永磁接触器吸力特性

针对永磁体集总参数磁路模型求解永磁接触器吸力特性存在计算精度较低的问题,提出了根据永磁体内磁通密度分布情况,将永磁体沿磁化方向和垂直于磁化方向按整体磁通密度相对误差最小的分块方法,构建永磁体分布参数接触器等效磁路模型。对所研究的永磁接触器等效磁路进行求解,获得接触器静态吸力特性计算值,在此基础上进一步求出静态吸力特性曲线簇,结合静态线圈磁链曲线簇对永磁接触器的动态微分方程组进行求解,得到动态吸力特性。吸力计算值与实测值相比有较好的一致性,且静态和动态吸力值相对误差分别在8%和10%以内,表明了采用永磁体分布参数的接触器系统磁路模型求解吸力特性这一方法的正确性和有效性,为永磁接触器设计和优化分析提供了一种有效的手段。     

基于等效磁路法的轴向磁场磁通切换型永磁电机静态特性分析

轴向磁场磁通切换型永磁(AFFSPM)电机是一种轴向长度短、转矩密度高的新型永磁电机。该电机磁场呈三维分布,与径向磁场电机不同,需要对该电机进行三维有限元分析,从而增加了电机分析和优化时的计算时间和成本。基于等效磁路法分析了AFFSPM电机的静态特性,建立了AFFSPM电机的非线性等效磁路模型,采用该模型计算、分析了气隙磁密、空载永磁磁链、反电动势和电感等特性,并与采用三维有限元方法的计算结果进行比较,验证了AFFSPM电机等效磁路模型的准确性,表明等效磁路模型适用于AFFSPM电机初始设计和分析。     

基于磁路法分析双继电器内部结构之间的电磁干扰

针对双继电器功能模块的3种典型结构,分别建立等效磁路模型.通过对BH曲线的分段处理,定量计算了双继电器之间的电磁干扰力矩.采用三维有限元方法进行仿真计算,得到的结果同理论计算具有很好的一致性,表明所建磁路模型的正确性.该分析对于双继电器功能模块的设计具有一定的借鉴意义.     

极化磁系统的磁压模型节点分析法

极化磁系统广泛应用于磁保持继电器和极化继电器,其永磁体工作点与气隙工作点的确定是极化磁系统分析与设计的基础。利用等效磁路中磁压模型的节点分析法,通过列写节点磁压方程,对几种典型的差动式和桥式极化磁系统的永磁体工作点和气隙磁通进行了理论分析与计算,并给出了永磁工作点的图解分析法,总结出统一的可用于计算机编程的计算公式,所得结果有助于各种极化磁系统的设计、计算以及进一步分析极化磁系统的工作机理。     

新型盘式横向磁通永磁无刷电机的变网络等效磁路模型

针对所提出的新型盘式横向磁通永磁无刷电机的磁路特殊性,建立了简化的变网络等效磁路模型。基于该磁网络模型,无需求解节点方程组,便可直接得到定子绕组磁链,并由此计算了电机空载时永磁相电动势波形及负载时电磁转矩波形。将这些解析计算结果与样机电机的3-D FEM计算结果及试验结果进行了比较,验证了所建立的变网络等效磁路模型及由此进行电机性能计算方法的正确性。     

轴向磁通永磁同步电机快速等效磁路分析

轴向磁通永磁同步电机具有轴向长度短、结构紧凑、体积小、转矩密度高等特点。然而其磁场为三维磁场,模型过于复杂,难以直接运用经典解析法进行快速求解与计算。为快速完成轴向磁通永磁同步电机的前期估算,文中提出一种简化等效磁路模型来快速计算轴向磁通永磁同步电机的基本性能。该磁路模型通过合理的等效,将三维轴向磁通永磁同步电机模型转化为多层二维等效模型,进而运用等效磁路法和叠加法实现电机性能的计算。最后,以10极12槽双定子单转子轴向磁通永磁同步电机为例,运用文中所述模型计算其气隙磁密,永磁磁链和空载反电动势并对不同分层数的电机模型进行了有限元的仿真。结果表明,本文等效磁路模型的计算精度与三维有限元法相近,且耗时极短,更有利于该类电机的工程初算。     

基于等效面磁荷的开放式永磁磁路解析计算与有限元仿真验证

对永磁体外部包括铁磁性试件内的磁场进行空间解析计算在工程应用中具有重要意义,为此研究放置式和穿过式开放永磁磁路模型解析计算.采用等效面磁荷法对上述两种模型中的永磁体进行等效,并应用截断区域特征函数展开法和传递矩阵求解磁标位方程,得到了两种模型中包含铁磁材料和空气在内的全空间磁场分布.为简化计算,对穿过式开放永磁磁路模型中的环形径向磁化永磁体用改进的面磁荷模型进行等效.与有限元仿真结果的对比显示:两种解析模型中磁感应强度沿不同坐标轴方向分量的最小相对误差小于3％,在穿过式开放永磁磁路模型中磁感应强度分量最大相对误差约为20％,表明改进的面磁荷模型是基本可行的.     

基于动态计算的磁保持继电器的研究

以JE22磁保持继电器为研究对象，针对其磁路中含有永磁机构的特点，分析了永久磁铁的工作情况，建立了动态计算数学模型，进行磁路分析和动态计算，并研究了不同控制参数对动态特性的影响。经实验验证，该模型和求解方法基本可以反映真实的吸合动态特性，为磁保持继电器的实际应用提供了理论依据。     

异极性永磁偏置径向磁轴承的参数设计与实现

为了克服现有异极性永磁偏置径向磁轴承参数设计的不足,对一种异极性永磁偏置径向磁轴承进行了研究,分析其结构和工作原理。以其为对象提出了一种根据二维有限元仿真结果构建等效磁路,以满足承载力所需的偏置磁场与控制磁场的磁通量为基本目标;并以软磁材料不饱和为约束条件,结合等效磁路,推导出永磁材料和定转子结构的参数设计方法;设计了径向悬浮力400N的原理样机,进行了三维仿真分析和实验验证。结果表明:提出的参数设计方法合理,利用该方法设计的异极性永磁偏置径向磁轴承悬浮性能优良,为其他型永磁偏置磁轴承的研究奠定了基础。     

永磁铁磁贴合体的磁场及磁力

为了寻求永磁铁磁贴合体磁场及磁力的简便算法,基于介质分界面为平面的电流镜像法及永磁体等效电流模型,把铁磁体被磁化的效果视为铁磁体内某处存在"虚设"磁体产生的磁场,得到了永磁体在平面铁磁体中的镜像规律,给出了永磁体为圆柱体及长方体的一个永磁铁磁贴合体和一对平行吸力型永磁铁磁贴合体在轴线空间的磁感应强度解析公式,并对与平面铁磁体贴合的一对永磁环及永磁铁磁导轨磁力计算值作了试验验证.结果表明计算值和实验值基本吻合,用本文永磁体镜像规律及磁场解析公式计算永磁铁磁贴合体的磁场及磁力不仅简单而且计算精度较高.     

基于磁网络模型方波永磁电机气隙磁场的研究

对于方波无刷直流电动机来说,如何保证电机低速运行时转速的平稳是调速电机运行的难点之一,反映在设计上乃是如何有效地设计气隙磁场波形,减小定位转矩。文章针对面向气隙磁极结构的永磁电机,根据磁通管原理形成了永磁电机的等效磁网络,把细分的思想应用于永磁体模拟,建立了永磁体较为精确的网络模型,对影响方波无刷直流电动机气隙磁场及定位转矩的几个参数进行了深入探讨及磁场计算,为永磁电机的设计及动态性能仿真提供了一种有效的分析方法。     

具有公共联接定子铁心的横向磁场永磁电机二维场模型及磁场分析

介绍一种新型具有公共联接铁心的横向磁场永磁电机的定子组成及其结构特点,主要讨论了采用传统基于单元极三维等效磁网络法进行这种特殊结构形式电机磁场分析的局限性和存在的问题;进而建立了相应的二维场物理模型,并进行了有限元计算,重点分析了公共联接铁心所造成的极间磁路耦合及其对绕组磁链和感应电动势等所产生的影响.样机试验证明了上述分析的正确性.     

纵磁结构真空灭弧室的三维磁场数值分析

根据单积分法原理编制了一套三维磁场计算软件,对杯状纵磁、1/2匝线圈纵磁、四极纵磁三种结构的真空灭弧室自生纵向磁场进行了三维数值分析,给出磁场的总体分布以及几个主要参数对磁场分布的影响,并且对其中两种结构的磁场进行实际测量,验证了该软件计算的准确性.     

永磁偏置径向磁轴承的原理分析与参数设计

为克服现有永磁偏置径向磁轴承的缺陷,研究了一种磁悬浮高速电动机用永磁偏置径向磁轴承,利用等效磁路法分析其结构及工作原理,得出了径向悬浮力的数学模型,并对数学模型进行了线性化处理,得出了其径向力-位移系数和力-电流系数。给出了磁极面积、控制绕组、定转子结构等主要参数的设计方法,并制作了实验样机,对样机进行了三维有限元仿真分析和动静态悬浮实验。理论研究和实验结果表明,该型磁轴承转子磁滞损耗小,结构紧凑,控制简单,悬浮性能良好,给出的参数设计方法合理。     

轴向磁通永磁同步电机气隙磁场解析计算

针对双定子单转子表面嵌入式轴向磁通永磁同步电机的气隙磁场进行了解析研究。建立了气隙磁场的解析模型,将轴向磁通电机等效成直线电机并建立了等效面电流模型来求解空载工况下的气隙磁场。根据电磁场理论中的唯一性定理,给出了满足泊松方程的边界条件,并将分离变量法应用于泊松方程的解析解来计算电机三相定子电枢绕组作用下的气隙磁场。通过将空载下的气隙磁场与电枢绕组作用下的磁场叠加来预测电机负载工况下的气隙磁场。最后用三维有限元仿真计算结果与解析模型的计算结果相比较,证明了解析法可以有效地计算轴向磁通电机的气隙磁场,为轴向磁通永磁同步电机的解析分析和优化设计提供了基本手段。     

电磁耦合无级变速系统磁路等效方法

运用经典的磁通管方法建立了电磁耦合无级变速系统的等效磁路网路图物理模型,并推导了基于该模型的数学模型。利用该数学模型,定性分析了内外气隙的磁场耦合特性。通过有限元法对电磁耦合无级变速系统的内外气隙磁场的仿真分析证明了该磁路等效模型的正确性,为电磁耦合无级变速系统的进一步研究提供了理论基础和参考依据。     

切向磁钢混合励磁同步电机空载磁路计算及三维场分析

提出一种新结构切向磁钢混合励磁同步电机,分析其结构特点和运行原理。结合该新型电机径/轴向磁路特点,建立了空载等效磁路模型。通过求解非线性磁路方程,计算得到不同励磁磁势下径向与轴向磁路的磁通分布、主气隙磁密、空载感应电势。利用三维有限元法,研究了轴向磁路对径向磁路的影响,从而明晰主气隙磁场随励磁磁势的变化关系,与磁路法计算结果和理论分析是一致的,表明电机气隙磁密高、气隙磁场可调。所建立空载磁路模型及三维有限元分析方法为该新型电机的优化设计、性能分析以及负载特性进一步研究奠定了基础。