串联磁路混合励磁爪极同步发电机的结构设计

针对电励磁爪极电机效率低、永磁爪极电机磁场调节困难的问题,探讨一种新型串联磁路混合励磁爪极同步发电机,分析其结构及其工作原理,利用磁路计算方法和三维有限元的分析对电机进行了仿真,确定了合理的磁钢厚度和合适的极对数。     

爪极发电机空载漏磁计算

用三维有限元方法计算一台电励磁爪极发电机和一台新型混合励磁爪极发电机漏磁系数。爪极结构的特殊性决定了爪极发电机磁场呈三维分布,需用三维数值方法计算。采用有限元商用软件包通过前处理、加载和后处理等程序,得到电励磁爪极发电机和混合励磁爪极发电机不同结构参数下的空载漏磁系数,并总结出不同结构参数下漏磁系数的变化规律,对于不同类型爪极发电机的结构设计、磁场分析以及参数优化设计等方面的研究提供一定的理论参考。     

串联磁路混合励磁爪极发电机的结构设计和特性

针对电励磁爪极发电机效率低、永磁爪极发电机磁场调节困难的问题,提出了一种串联磁路混合励磁爪极同步发电机,利用磁路计算方法和三维有限元的分析研究了这种新型电机各部分的磁通密度大小,确定了合适的极对数和合理的磁钢厚度,探讨了这种新型电机的空载特性、外特性和调节特性.研究表明:串联磁路混合励磁爪极发电机合适的极对数为2,且磁钢厚度存在一个较为合理的优化值;相对于电励磁爪极发电机,它实现了励磁电流的双向控制;相对于永磁爪极发电机它使得输出电压的可调,在更宽的负载范围内实现了输出电压的恒定;在参数相同的情况下,与电励磁爪极发电机相比,该电机具有更高的气隙磁通密度和功率密度.     

外永磁转子横向磁通爪极电机研究

为了解决外永磁转子爪极电机漏磁较为严重的问题,提出了一种新型结构的外永磁转子横向磁通爪极电机。在对该种电机的结构、特点、材料以及运行机理分析的基础上,首先采用常规的等效磁路分析方法,建立了该种电机的等效磁路模型,并推导出各部分的磁阻和电抗的计算公式;然后利用有限元分析软件,建立了该种电机三维电磁场分析的仿真模型,并对电机内部磁场分布加以分析研究,且计算得到了电机的空载漏磁系数;最后给出了该种电机的气隙磁密及空载电动势波形。结果表明该新型结构电机具有良好的特性,也为该种电机的深入研究奠定了技术基础。     

永磁外转子爪极发电机的漏磁计算

针对具有特殊结构的永磁外转子爪极发电机复杂的漏磁计算问题,在对电机的结构、材料、特点以及运行机理进行分析的基础上,首先采用常规的磁路分析方法,建立了电机的等效磁路模型,推导出各部分的漏磁阻及漏磁通计算公式并进行了相应的分析;然后利用有限元分析方法建立了电机的三维电磁场分析仿真模型,并对电机的各部分漏磁进一步加以分析计算;最后对磁路和有限元两种方法的计算结果加以对比研究,用相对准确的有限元计算结果来修正磁路计算法中磁阻公式的系数;达到了运用简单磁路公式快速准确分析该种复杂结构电机漏磁的目的。     

混合动力车用混合励磁爪极皮带式起动发电机多领域仿真分析(英文)

传统爪极电机通过调节励磁电流控制气隙磁通,用以满足变负载运行时恒压向蓄电池供电,但由于漏磁大,导致输出能力小、效率低等缺点,满足不了目前混合动力汽车供电要求。该文设计了一种42 V供电系统混合动车用混合励磁爪极皮带式起动发电机(belt-starter-generator,BSG),通过在爪极间镶嵌磁钢来减小爪极间漏磁,提高电机功率密度和低速输出能力。采用磁路法和三维有限元法分析了BSG电机结构及其原理,基于机械、模态和热工多领域综合仿真分析方法解决高密度电机极限能力分析与优化设计。仿真分析得出样机在电动模式下,可以获得起动转矩起动引擎,在发电模式下,可以在宽速度变化范围内输出恒定的电压向蓄电池供电。实验数据和三维有限元计算结果与理论分析一致,样机具有漏磁低、输出能力大、输出特性硬等优点,该电机的设计在混合动力汽车中具有广泛的应用前景。     

极爪倾角β与极弧表面夹角α的设计

随着世界各国积极开发风力资源,利用风力进行发电,自激式无接触风力发电机正越来越普遍地用于中小型风力发电装置。为了合理地设计磁路,除了合理分配磁路各部分的横截面积外,极爪沿长度方向的各段截面积及极爪极弧表面各段的表面积、即极爪的倾角β和极弧表面的夹角α的合理设计是最重要的。力图使磁通能均匀地通过极爪及磁极表面,与电枢绕组交链。本文就     

基于Ansoft的爪极发电机漏磁分析与优化设计

针对爪极发电机漏磁大,影响电机效率问题,利用Ansoft软件的Rxmprt和Maxwell 3D模块,建立了一台爪极发电机的三维有限元瞬态仿真模型.通过在三维模型中添加漏磁分析辅助面的方法,分析了电机漏磁分布的规律.在空载、恒定励磁条件下,分析了气隙大小对电机漏磁影响.探究了一种新型的混合励磁爪极同步发电机的漏磁分布情况,并与电励磁爪极电机的漏磁系数进行了对比分析,验证了混合励磁爪极电机在漏磁和效率上的优越性.     

爪极式无刷电机磁路结构的改进

内磁路爪极式无刷发电机结构如图1。在转子轴1上固定有圆柱形磁轭2及爪极3,另一爪极4用非导磁的材料和爪极3联在一起,激磁线圈5绕在线圈架6上,线圈架用螺钉和端盖固定。线圈5通电后产生磁场,磁通经磁轭2、爪极3和主气隙到定子,     

爪极式无刷电机磁路结构的改进

内磁路爪极式无刷发电机结构原理如图1:在转子轴1上固定有圆柱形磁轭2及爪极3,另一爪极4用不导磁材料和爪极3联在一起,激磁线圈5绕在线圈架6上,线圈架用螺钉和端盖固定。线圈5通电后产生磁场,磁通经磁轭2,爪极3、主气隙到定子,从定子经主气隙,爪极4,第二气隙,线圈架回到磁轭形成回路,在转子转动时激磁部分不动从而实现了无刷激磁。该类电机比功高,结构紧凑,是汽车电机的理想机型,日益受汽车电机生产厂家重视,但由于电机磁路结构中线圈架成型,爪和轴的联接,爪极之间联接的工艺性差,阻碍了它的发展。为此,我们在分析国内外样机的基础上对这些部分进行了改进,分述如下:     

采用拟牛顿法和模式搜索法优化爪极发电机

采用拟牛顿法和模式搜索法以及两者相结合的方法对汽车用爪极发电机进行了优化分析.针对爪极发电机效率低的问题,利用商用软件Ansoft中的RMxprt模块,采用等效磁路法设计了一台2.1 kVA电励磁爪极发电机.在此基础上,采用拟牛顿法、模式搜索法以及两者相结合的方法,对电机所有的参数进行了优化,使得在满足约束条件下,效率达到最大值.为爪极发电机的优化设计提供依据和参考.     

混合励磁爪极同步电机磁路结构及其调磁性能

在分析轴向/径向磁路混合励磁同步电机磁路与性能优缺点的基础上,提出了四种新结构轴向/径向磁路混合励磁爪极同步电机。详细分析了这四种电机的拓扑结构及磁路,给出相应的磁路图。采用三维有限元技术计算了不同励磁电流时电机气隙磁通。分析与计算结果表明,所提出的四种结构的混合励磁爪极同步电机,均具有较好的调磁性能,其中非对称交错永磁电机的弱磁和增磁性能最好,可满足宽调速同步电动机的需要。     

永磁爪极步进电机的分析

本文介绍永磁爪极步进电机的工作原理、磁路分析及转矩计算方法。文中给出了所研制的42BY001型永磁爪极步进电机最大静转矩的实测结果。     

新型爪极发电机的电磁分析

针对爪极式发电机的特殊结构使得气隙间漏磁比较严重的现象,提供了一种爪极间安装有条形永磁体的16爪新型爪极发电机结构。通过逆向工程获得该发电机的三维模型,利用Ansoft软件中的Maxwell 3D模块进行了空载励磁分析,论证了该款发电机的优异性能,为爪极发电机的结构设计和磁场分析提供了理论参考。     

爪极发电机建模及参数优化设计

建立了爪极发电机的三维有限元模型,对其漏磁进行了深入的分析。通过电机参数样本空间设计,利用支持向量机对爪极发电机的漏磁系数进行非线性回归建模分析,然后基于混沌理论对爪极发电机结构参数进行优化。仿真结果表明,支持向量机用于爪极发电机非参数建模准确可行,并且是高效的,非常适合于需要大规模迭代计算的参数优化。将有限元电磁仿真与支持向量机结合用于非参数建模,以及在非参数模型的基础上用混沌进行优化,为爪极发电机及其它的电磁工程设计提供了一种新的思路。     

基于Ansoft的爪极发电机空载漏磁分析

针对漏磁影响爪极发电机效率问题,利用Ansoft软件的Rxmprt和Maxwell 3D模块,建立了一台爪极发电机的三维有限元瞬态仿真模型。通过在模型中添加漏磁分析辅助面的方法,分析了电机漏磁分布的规律。在空载、恒定励磁条件下,分析了电机漏磁随转速变化的规律。     

基于Ansoft的混合励磁爪极电机磁场分析和计算

介绍了几种不同结构的混合励磁爪极发电机的工作原理和磁场特点,包括串励式与并励式混合励磁等各种结构。通过分析它们各自的磁路与磁场分布特点,并将纯电励磁爪极发电机的输出能力与混合励磁爪极发电机的输出能力进行了对比分析,着重阐述了并励式混合励磁相对于电励磁与串励式励磁的优点。用三维有限元方法分析与计算了该结构电机的空载磁场及电感参数。     

爪极发电机负载漏磁计算

采用三维瞬态有限元方法对一台电励磁爪极发电机和一台混合励磁爪极发电机进行了负载漏磁计算。爪极发电机的特殊爪极结构决定了电机磁场呈三维分布,需要用三维数值方法计算。首先对永磁体进行了优化分析,确定了永磁体牌号和三维尺寸。接着分析了两种电机的气隙磁密波形。然后得到了在输出恒压的前提下两种电机不同转速和不同励磁电流下的负载平均漏磁系数以及最大输出功率。并且得出了两种电机效率与负载平均漏磁系数的变化关系。最后,计算值与样机实测值的一致性验证了计算结果的有效性。     

表面式永磁电机空载漏磁系数分析与计算

通过对表面式永磁电机磁路进行分析,根据每极主磁通、各部分漏磁通及磁位降,得到表面式永磁电机的磁路,并作磁路简化和细致计算,进而计算出永磁电机的重要参数——漏磁系数,并对漏磁系数表达式的准确性进行了电磁验证,最后给出漏磁系数与几个参数的关系图。     

汽车用爪极发电机的电磁建模及参数优化技术

针对现在汽车上广泛应用的爪极发电机运行效率低的问题,利用电机三维有限元分析找出其效率低的主要原因是存在严重的漏磁现象。通过优化爪极发电机的结构参数达到最小化漏磁从而间接地达到提高电机效率的目的是本文研究的出发点。爪极发电机结构参数优化需要进行大规模的迭代计算,为了降低优化计算的成本,引入了基于支持向量机非参数建模思想,非参数模型和智能优化算法的运用达到了最小化爪极发电机漏磁的目的,试验结果验证了理论分析的正确性。