双转子径向永磁电机气隙磁密的分析计算

双转子径向永磁电机可以大大提高转矩密度和效率。该文首先简要介绍了双转子径向永磁电机的基本结构、原理、特性及设计依据,然后采用等效磁路法对气隙磁密进行了解析,最后利用有限元法对所设计电机进行了静态磁场的分析和气隙磁密计算值的验证。结果表明,双转子径向永磁电机在磁场上可看作由共用定子铁心的两个传统内、外转子永磁电机并联而成,气隙磁密的解析值和有限元计算值也吻合得较好,证明了分析和设计的可行性。     

双转子永磁电机电感参数、永磁电势及齿槽转矩

双转子永磁电机是一种具有高转矩密度、高运行效率的新型永磁电机.本文对该电机的电感参数及永磁电势进行了分析计算,研究了该种电机独特的降低齿槽转矩的方法.针对电感参数和永磁电势,首先采用解析法,在考虑组成双转子永磁电机的内外转子电机直轴不一致情况下,推导出了该电机电感参数及绕组感应电势的计算公式;然后采用电磁场的有限元法及样机试验对所计算的电感及电势进行了验证.结果表明,解析值、电磁场的有限元计算值及试验值三者吻合很好.     

双绕组永磁容错电机优化设计

采用解析法可以得到双绕组永磁容错电机各参量之间的基本表达式,对分析结构参数与电磁量的基本关系有重要意义。确定电感解析式后,利用解析法和有限元法分析槽口参数和最小气隙变化时的电感变化规律,并利用BP神经网络提高电感计算精度。根据设计要求的电感值,结合粒子群寻优算法和高精度电感表达式,可确定槽口参数与最小气隙。通过对电机磁场分析得到了电机反电动势、齿槽转矩脉动等求解的关键为计算电机径向磁密,并得到其主要影响因素为永磁体形状。利用有限元法,对电机永磁体形状进行了优化设计,有效减小了空载反电动势谐波和齿槽转矩脉动。     

表面埋入式永磁电机磁场解析

准确计算永磁电机的气隙磁场分布是设计、优化电磁性能的关键。该文在二维极坐标平面内建立表面埋入式永磁电机的精确子域解析模型,求解区域划分为定子槽子域、气隙子域和转子槽子域,根据分离变量法求解各子域的矢量磁位通解,并利用各子域之间的边界条件得出相关谐波系数。模型考虑了普通/交替极转子结构,永磁体径向/平行充磁方式,隔齿绕/全齿绕两种形式的分数槽集中绕组,可计算电机空载磁场、电枢磁场和负载磁场分布。以一台40极48槽交替极转子结构永磁电机为例,将气隙磁密波形的解析计算结果与二维有限元结果相比较,验证了解析模型的准确性。     

Halbach阵列双转子永磁电机磁场分析与转矩计算

双转子永磁电机是一种具有高转矩密度、高运行效率新型永磁电机,双层气隙结构也使电机内部磁场分布更加复杂、转矩波动更为严重。为进一步改善该电机气隙磁场分布,降低输出转矩脉动,内、外侧转子分别建立新型Halbach阵列磁体,使两部分转子同时获得理想的单边磁场。通过建立双转子电机二维有限元模型,计算和分析了电机内、外转子的径向气隙磁密、齿槽转矩、输出转矩脉动等特性,并与径向充磁双转子电机进行比较。结果表明,该方法可以有效优化气隙磁密,降低转矩脉动系数,提高电机运行稳定性。     

基于改进磁场分割法的开关磁阻电机径向力波抑制能力解析计算

电磁振动的抑制是开关磁阻电机研究的热点问题之一。因此提出了一种基于抛物线弧改进的磁场分割法,用于复杂定子、转子形状的开关磁阻电机气隙磁导计算。基于改进磁场分割法,提出了一种开关磁阻电机径向力波抑制百分比的解析计算方法,通过转子形状改变带来的气隙磁导的变化,以比值方式计算了径向力波的抑制程度,可以为基于改变定子、转子形状的振动抑制设计提供依据。以转子两侧开槽的开关磁阻电机为例,分别使用基于抛物线弧和椭圆弧的磁场分割法计算了绕组电感和径向力波抑制百分比,并与有限元分析和样机试验结果进行对比验证,结果表明改进的磁场分割法和径向力波抑制百分比计算方法是正确、有效的。     

基于等效磁荷法的永磁电机Halbach阵列磁极磁场分析

基于等效磁荷法推导出永磁电机转子磁极——瓦形磁体在空间的磁场分布。同时用有限元法进行了分析,表明两者之间偏差较小,等效磁荷法满足计算精度要求。进而利用该方法建立了永磁电机的Halbach分布转子磁极静态磁场的模型,通过改变影响转子磁极磁场分布的极弧比和副磁极磁化角度两个因素,得到在不同磁极结构下的转子磁极静态磁场径向分量变化规律:每一极中主磁极空间跨度变大会导致Halbach永磁电机转子磁极静态磁场的径向分量基波幅值变大,而谐波含量先减小后增大;随着副磁极磁化角度变大,转子静态磁场的基波幅值先变大后减小,而谐波含量刚好相反,先减小后变大。     

轴向磁场永磁同步电动机电感参数的计算

对一种新结构的单定子、双转子盘式永磁同步电动机电感参数的计算进行了研究,推导了在不同转子类型情况下,该类电机主电感参数的计算公式。该公式的建立为轴向磁场永磁同步电动机的性能分析及预测创造了条件。     

一种高精确度N相直线电机电感与磁力特性

为了设计一种N相高精确度直线电机,对电机定子和动子磁场分布、电感与磁力特性进行研究。根据定子电流层和动子永磁层的周期性分布特点,运用傅里叶级数方法得到磁场二维解析式。在此基础上,计算磁场随N值、气隙高度、电流层高度的变化趋势。通过对定子分布绕组的磁场进行积分,从而获得电感解析式,并以样机为例分析各次谐波电感特性。提出永磁阵列虚拟电流概念,结合改进的磁共能法计算出各次磁力脉动值。仿真结果表明:当气隙大于1 mm时,定子与动子磁场基本呈正弦分布,高次谐波电感与磁力脉动可忽略,仿真结果与解析解的误差小于5%。     

永磁辅助同步磁阻电机的电磁分析及振动噪声优化

针对永磁辅助同步磁阻电机运行时存在振动噪声问题,采用逐层优化的方法抑制电机振动噪声.以一台1.5 kW的永磁辅助同步磁阻电机的电磁振动进行研究,推导了电机径向电磁力解析式,分析了各种磁场相互作用产生径向电磁力的阶数和频率;利用有限元软件,对定子槽口进行结构设计,削弱幅值较大的径向电磁力,对电机转子开辅助槽设计,进一步抑...     

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.     

无槽永磁直线同步电动机的稳态分析

建立无槽式永磁直线同步电动机分层解析模型,由于电机等效气隙较长、漏磁较大,采用磁化电流法等效永磁体电流密度,电枢电流按实际情况考虑。以矢量磁位作为求解变量得到励磁磁场和电枢反应磁场的二维解。在此基础上求电机的电磁参数:气隙磁密、电磁推力、电感和电势等。进一步分析气隙长度对电机磁场的影响,用有限元法验证解析结果,两种方法所得结果吻合较好,表明该解析法行之有效。     

双凸极变速永磁电机的静态特性

用二维有限元法对一种新型双凸极变速永磁电机（ＤＳＰＭ 电机） 空载、单绕组通电及双绕组通电的磁场分布和气隙磁密分布进行了较为全面深入的分析计算, 在此基础上得到了绕组永磁磁链、自感、互感以及空载电势随转子位置变化的特性曲线, 分析了永磁体磁场和电枢磁场之间的相互耦合作用对电感特性的影响。样机的实测结果验证了理论分析的正确性。所得结果为该电机的设计、性能分析以及运行控制等提供了依据     

永磁无刷直流电机负载磁场及其电磁转矩的计算

该文在考虑齿槽影响的前提下，建立了永磁无刷电机电枢反应磁场的解析计算模型，求出永磁电机相绕组的自感和互感。在对水磁无刷直流电机空载气隙磁场和空载相绕组反电动势求解的基础上，结合永磁无刷直流电机主电路的拓扑结构，构造出电机绕组的场路耦合模型，由此计算出电机相绕组电流变化波形。在考虑齿槽影响情况下，计算出永磁电机在任意时刻的电枢反应磁场和负载气隙磁场，进而计算出永磁无刷直流电机产生的瞬时电磁转矩，以便定量分析永磁无刷电机的电磁转短被动和绕组换相引起的转矩被动，为分析永磁无刷直流电机的工作特性和振动噪声提供了可靠的依据。     

一种提高永磁牵引电机弱磁扩速能力的新结构

弱磁扩速能力差是困扰永磁牵引电机向高速度发展的主要原因。本文提出了一种内置分段式的转子磁路结构形式有利于改善永磁牵引电机的弱磁扩速能力。利用Ansoft电磁场分析软件分别分析了普通转子磁路结构形式和内置分段式转子磁路结构形式对直轴电枢反应电抗的影响,从计算结果来看分段式磁路结构的直轴电感比传统式结构提高了60%,当电流同为13A时,所能达到的最高转速提高了50%。样机试验结果表明,内置分段式转子磁路结构形式可有效改善永磁牵引电机的弱磁扩速能力,且其他基本性能指标满足要求。     

双层V型双三相永磁同步电机的电感计算与转子结构优化

电感是永磁同步电机控制中重要的性能参数,是电机设计的关键。双三相永磁同步电机性能计算需要准确的计算电感及磁链等相关参数,而电机在运行过程中受磁路饱和与磁路交叉耦合效应影响严重,常规方法无法准确计算。本文采用冻结磁导率法对电机交直轴电感进行计算分析,通过改变交直轴电流大小,分析电感变化规律。分析双层V型永磁体张角及永磁体间距的变化对电机性能的影响,在保证永磁体的用量不变的情况下增大了凸极率,提高电机的过载能力。     

An experimental study of the flux control characteristics of a magnetic fluid controlled by a parallel or orthogonal magnetic field

This paper presents experimental results of the flux control characteristic and the inductance control characteristic of magnetic fluid which is controlled by the permanent magnets. Two kinds of magnetic field, parallel and orthogonal, are discussed comparatively. The position between the magnetic fluid and the permanent magnet determines the magnetic field. The results are useful when employing magnetic fluid as a sensor or a control element.     

新型机械轴向变磁通永磁同步电机分析研究

为解决传统变磁通永磁电机在基速以上运行可靠性差和调磁困难的问题,提出一种附加机械调磁装置的新型轴向变磁通永磁同步电机。采用有限元法对电机运行于不同转速时的磁场分布进行分析,建立轴向变磁通永磁同步电机三维有限元仿真模型,获得了电机在不同转速下气隙磁密、绕组磁链及空载反电势、电感等电磁特性。分析结果表明:在基速以下时,机械调磁装置不动作,该电机能以大转矩运行;在基速以上时,机械装置相应动作,电机可在宽范围恒功率运行,调磁效果较好。通过制作样机和构建电机系统试验平台,验证了理论分析和设计的有效性。     

带铜皮套的U型单相永磁同步电动机参数计算

U型单相永磁同步电动机结构简单，为了利于电机的起动，在转子永磁体外侧加一个铜皮套筒。文中利用二维有限元法对电机的磁场分布和气隙磁密分布进行了计算，在此基础上得到了绕组永磁磁链、自感、互感以及感应电动势随转子位置变化的关系曲线，建立了dq坐标下的数学模型和等效电路，为单相永磁同步电机的设计和优化奠定了基础并提供了依据。     

永磁感应子式无刷直流电动机的模型及控制

该文根据永磁感应子式电动机的结构和参数的特点，建立了三相永磁感应子式无刷直流电动机的磁网络模型。推导了三相永磁感应子式电动机的自感和互感，指出了永磁感应子式电动机的自感和互感均不是常数，电机的凸极效应是由转子存在齿槽和永磁体的磁阻引起的。推导了三相永磁感应子式无刷直流电动机系统在dq参考坐标系下的数学模型。在此基础上分析了电机系统实现矢量控制的机理，为实现永磁感应子式无刷直流电动机系统的磁场定向控制提供依据。