空压机用高速电机电磁结构设计与仿真分析

针对燃料电池系统之供气子系统中的关键部件压缩机所使用的高速电机的结构设计和性能分析展开研究,完成符合应用要求的最优设计.针对具体空压机的应用,对比各种不同类型的电机,设计一款永磁同步高速电机.根据具体需求,确定电机设计方案,并在此基础上运用Ansofi软件完成对电机的建模;确定永磁同步电机的定转子结构以及气隙大小、永磁体充磁等具体参数,使其初步满足性能要求.然后对所得模型进行电磁特性有限元仿真,根据仿真结果不断优化电机结构.最后,针对所设计的高速电机气隙较大这一特点,通过RMxprt和Maxwell三维仿真计算对电机的端部漏磁情况做较为简单的结果分析.结果表明,电机端部的电磁特性的确发生了变化.     

基于材料匹配分析的永磁同步电机优化设计

通过分析永磁同步轮毂电机内嵌式、表贴式、Halbach(哈尔巴赫)阵列式3种永磁体布置方式转子的气隙磁密和对应电流密度上的转矩,得知在相同材料和电流密度时影响轮毂电机转矩的因素主要是永磁体产生的气隙磁密。由于过低的气隙磁密不能让定子材料充分发挥作用,导致无法获得较高的转矩,因此通过采用Halbach阵列形式的永磁体结构,产生聚磁作用,提高气隙磁密,从而提高了电磁转矩。但是,气隙磁密的提高容易使铁芯材料饱和。因此本文在采用Halbach阵列的基础上,分析不同定子铁芯材料和永磁体材料的组合对转矩公式中各参数的影响,最后得出在低速大转矩电机设计中采用高饱和性、高相对磁导率铁芯材料和高剩磁、高矫顽力永磁材料比较适合的结论。     

基于Halbach阵列的车用可控磁通电机电磁分析

针对新能源汽车的电安全问题以及转矩安全问题,提出一种采用Halbach阵列变磁阻结构的可控磁通永磁电机。对电机空载特性、工作状态特性和安全特性进行了有限元仿真。仿真表明,电机能够满足车用电机的需求,并且能保证新能源汽车的电安全特性与转矩安全特性。     

PMSM控制器逆变电路效率仿真分析

利用仿真软件建立电驱动模型,分析了PMSM控制器逆变电路的能量损耗组成。在不同的工况下,通过仿真实验得到了逆变电路的各个电路部件的相应能量损耗。在考虑主要能耗部件IGBT的损耗功率的同时,将电容损耗以及二极管损耗也纳入计算范围,进而计算得到永磁同步电动机控制器逆变电路在各个电机各个工作点的效率分布,并分析发现了其损耗分布规律。     

PMSM最大转矩电流比全速控制策略及其仿真

在恒功率区,电机运行主要受电压极限椭圆的约束。基于永磁同步电机转子磁场定向数学模型,提出了在全速范围内实现最大转矩电流比的电流控制算法,并在MATLAB/Simulink环境下建模仿真。仿真结果表明,提出的永磁同步电机全速范围MTPA控制算法获得了电流、转矩的准确、快速响应,实现0～9 000 r/min的宽范围调速。采用SVPWM实现圆形磁场利于降低转矩波动。     

超声波电机速度特性测试技术研究

电机性能测试的离散数据中包含各种扰，必须对测试数据进行数字处理。文中用计算编程采集光电编码器脉冲值，并采用曲线拟合、数字滤波的方法对所测信号进行处理，得出电机运行特性曲线，为进一步改进超声波电机运行特性和提高控制的性能奠定基础。     

大扭矩均压行波超声波电机研究

超声波电机的研究已成为全世界的热点。在ANSYS有限元软件分析计算的基础上 ,设计并制作了均压行波超声波电机 ,其直径为 10 0mm ,堵转转矩达 2 2N·m ,最高空载转速5 8r/min。采用定转子面接触模型 ,实现了电机的均压运行。对电机进行了输出性能测试和分析。测试结果证明了上述模型和设计的正确性     

超声波电机自激振荡驱动电路的变频控制特性

针对单相超声波电机的自激振荡驱动电路,重点分析了电路选频网络中不同元件参数对电路自激选频特性的影响,建立了电机动态阻抗变化特征、电路自激信号频率和电路参数之间的一个方程组,得出在超声波电机的工作频率范围内,电路自激频率随选频网络中下端电阻的增大而增大,随电感的增大而减小,实验结果与理论推导基本相符。电路中选择不同的电阻和电感值可以实现调频,即对超声波电机的变频控制。在电机稳定工作点的一定频带范围内电路可以实现自动频率跟踪功能。     

基于Halbach阵列可控磁通电机的安全控制研究

针对新能源汽车的控制安全问题,研究了基于Halbach阵列可控磁通电机,采用三相对称短路法的安全控制策略。研究表明,三相对称短路对于基于Halbach阵列可控磁通电机,在中高速段直轴退磁电流符合电机磁通调节需求,具有有效的退磁作用,使得驱动电机由驱动状态向安全状态转变,获得较好的制动转矩抑制作用,并有效降低高速段反电动势,实现电机的安全控制。     

车用电机谐波电流分析及电机损耗仿真

为了精确计算车用电机的谐波电流,提出一种迭代的方法将电机的有限元模型等效到电机的状态空间模型,并利用该状态空间模型与矢量控制算法耦合仿真,得到考虑电机驱动、控制参数及电机饱和特性的包含谐波的电机电流,在此基础上进行电机的损耗仿真。