混合驱动式永磁多自由度电机磁场及转矩分析

针对目前多自由度仿生电磁驱动研究所面临的问题,提出了一种新型的采用液质悬浮模式的混合驱动永磁多自由度电机。文章详细介绍了电机的结构及工作原理,建立和提出了适合于该电机的磁场和转矩计算方法;采用解析法和有限元法对电机气隙磁场进行对比分析,分析结果相互验证。最后对该电机大范围运动和精细运动的转矩特性进行了计算和仿真。研究结果表明该电机结构的合理性,并为电机进一步的优化及实验提供理论及数据支持。     

永磁转子偏转式三自由度电机磁场和转矩特性的计算与分析

永磁转子多自由度电机可实现输出轴的多自由度运动,简化电机机械系统的结构,提高传动系统的响应速度和定位精度,是国内外电机领域的一个研究热点。该文提出了一种蝶形永磁转子偏转式三自由度电机,基于有限元法建立了该电机的三维有限元模型,对电机转子磁场的分布进行了计算和分析,并与解析模型的计算结果进行了对比验证。在此基础上,计算并分析了该电机的自转转矩和偏转转矩,并与鼓形永磁转子偏转式三自由度电机的磁场和转矩进行对比分析,结果表明蝶形永磁转子偏转式三自由度电机可增大气隙磁通密度和自转转矩的幅值,有效改善和提高偏转转矩的幅值,并增加偏转运动的范围。最后,对样机进行了测试,并将实验结果与有限元及解析模型的计算结果进行了对比验证。     

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。     

混合驱动式永磁转子三自由度电机的磁场分析和转矩计算

为改善现有三自由度永磁电机的结构和转矩特性,提出一种混合驱动式永磁转子三自由度电机,以解决三自由度电机偏转转矩过小,不能实现带大负荷偏转的问题。并进一步优化电机的自转转矩特性,提高三自由度电机带大负荷起动的能力。在介绍该电机的基本结构和工作原理的基础上,分别采用解析法和有限元法对电机的磁场和转矩进行了建模分析,并进行两种方法的对比验证。所得结果表明,解析法和有限元法对电机的磁场和转矩的计算结果吻合,验证了解析法模型的有效性,验证了该电机良好的自转转矩与偏转转矩特性。为该类电机的进一步设计和优化提供了借鉴和参考。     

轴向磁场磁通切换永磁电机齿槽转矩分析

为了有效削弱轴向磁场磁通切换永磁电机的齿槽转矩,采用能量差分法,建立了该种电机齿槽转矩的解析表达式,针对表达式中的电机结构参数,利用全场域三维有限元法.分析了一台三相12/10极轴向磁场磁通切换永磁电机在不同结构参数下的齿槽转矩,得到当定子齿宽、定子槽口宽与永磁体磁化厚度均占内径圆弧7.5°,转子齿宽占内径圆弧10.5°,且为准扇形齿时.该电机的齿槽转矩最小;在定子轭部铁心不饱和的情况下,齿槽转矩随定子厚度减小而减小,而受转子厚度的影响较小.综合考虑电机不同结构参数对齿槽转矩和感应电势的影响,得到了削弱轴向磁场磁通切换永磁电机齿槽转矩的有效方法,有效地改善了该电机的运行性能.     

轴向磁通永磁电机转矩特性分析和优化

近年来汽车行业进入了电动化时代,轴向磁通永磁电机在功率密度和转矩密度方面的表现更好,受到各大汽车厂商的认可。针对轴向磁通永磁电机的电机特性,本文提出了一种降低转矩波动的优化设计方法,分析了电机结构参数对其转矩和转矩波动的影响,根据各参数对转矩和转矩波动影响显著性的不同,提取其中较为敏感的结构参数变量,基于DOE算法,结合modeFRONTIER软件进行优化分析。结果表明,所提出的优化设计方法可有效提升电机输出转矩且降低转矩脉动。     

Halbach阵列永磁电机齿槽转矩分析与计算

为了削弱永磁电机齿槽转矩,提高电机气隙磁密,改善气隙磁场分布,采用分段式Halbach阵列磁体结构,使永磁体获得理想的单边磁场。利用Maxwell软件,建立电机二维有限元分析模型,计算空载时电机的磁力线分布,获得电机气隙磁密和齿槽转矩等电磁特性,并与传统径向充磁磁体电机进行对比分析。研究结果表明,该方法能有效削减齿槽转矩,提高磁密幅值,增强磁密正弦性。     

永磁传动器磁场和力矩特性的分析与计算

本文用解析法推导出了相对磁导率μ_r≈1永磁传动器的磁场、转矩特性和吸力特性的计算表达式,并进行了试算。这些表达式可用于永磁传动器的分析与设计。     

计算永磁电机电磁转矩的方法

阐述了计算永磁电机电磁转矩的５种方法：能量法，麦克斯韦张量法，磁通法，等效电流法和参数法。前两者是经典方法，有计算时间长和准确度与积分路径及离散化有关等缺点；磁通法是我们近几年采用的方法，方法简便，准确度较高；等效电流法只适用于磁体安装于转子表面情况；而参数法是通过ｄ、ｑ轴变换，用电机的参数表示的转矩表达式，它的准确度决定于参数的准确度。文中扼要地推导了各种方法计算电磁转矩的公式，为设计永磁电机提供了方便。     

计算永磁电机电磁转矩的方法

阐述了计算永磁电机电磁转矩的５种方法：能量法、麦克斯韦张量法，磁通法，等铲电流法和参数法，前两者是经典方法，有计算时间长和准与积分路径及离散化有关等缺点，磁通法是我们近几年采用的方法，方法简便，准确度较高；等效电流法只适用于磁体安装于转子表面情况；而参数法是通过ｄ、ｑ轴变换，用电机的参数表示的转矩表达式，它的准确度决定于参数的准确度，文中扼要地推导了各种方法计算电磁转矩的公式，为设计永磁电机提供了     

织机直驱永磁电机转矩特性分析

传统织机多采用异步电机加皮带轮、刹车盘等中间传动单元,存在传动效率低、磨损大等缺点;而采用永磁直驱系统,可省去中间传动单元,降低能耗.织机永磁电机直驱后,会带来转矩脉动大,影响织布优品率及织布效率问题,因此通过对比永磁电机不同极槽配合方案,分析不均匀气隙开弧形槽、斜槽,改善了输出转矩特性,并通过样机试验验证了设计的可行性.     

新型多自由度永磁球形电机的设计与分析

提出一种新型的多自由度永磁球形电机,可用于机器人关节、航空航天、卫星通讯等领域.该球形电机由一个表面贴有永磁体的中空转子球壳和具有旋转线圈和倾斜线圈的单定子组成,定子由铁心和两个三相绕组组成.考虑到该新型电机与现有的大多数空心线圈的球形电机结构的差异性和新颖性,很难找到较为完善的设计理论和方法.对电机的结构和工作原理进...     

用有限元法计算永磁电机磁场

永磁电机的磁场计算,由于问题复杂而一直没有很好解决。为此,我们采用近年来迅速发展的有限元法,取得了较好的结果。本文主要讨论各向异性永磁材料的数学模型及其在有限元法中的应用,并以具有典型形状永磁体的永磁电机磁场为例进行计算,结果和试验数据比较接近,证实本文所作的假设和方法是合理而有效的。     

水泥磨机用超低速大转矩永磁电机转矩特性分析

针对水泥磨机用超低速大转矩兆瓦级永磁电机起动困难、转子内部空间利用率低的缺点,提出内外双定子结构,该结构可充分利用电机转子的内部空间,改善电机起动性能的同时使电机具有更高的转矩密度.设计了一台额定功率2500 kW、额定转速16 r/min的水泥磨机超低速大转矩直驱永磁电机,通过仿真验证双定子电机对水泥磨机用超低速大转矩永磁电机的起动性能和转矩密度的提升效果.     

磁极径向组合轴向磁场永磁电机转矩品质分析与优化设计

为了实现轴向磁场永磁(axial field permanent magnet,AFPM)电机大转矩惯量比、低转矩脉动等高品质转矩输出,提出磁极径向组合式的AFPM电机,采用传统表贴永磁与Halbach永磁阵列沿径向排列的转子结构。分析电机运行原理,推导电机功率尺寸方程;通过有限元方法对比分析该结构与传统表贴式结构的磁场分布、转矩、转矩脉动、反电动势及电感等电磁特性。在此基础上,基于响应面分析,构建多目标遗传优化设计方法,对电机转矩、齿槽转矩、反电动势和转矩脉动进行优化设计。最后,基于优选参数加工制造样机,并进行实验研究,验证了该电机结构的有效性和分析的正确性。     

新型同步磁阻永磁电机的转矩特性和控制分析

在简要介绍同步磁阻永磁电机的结构及工作原理的基础上,通过有限元技术分析了SR-PM电机的非线性转矩特性,除了基本的转矩特性曲线以外,还深入研究了永磁材料特性、气隙对转矩特性的影响,以及线性模型的误差,并基于转矩特性的分析提出了SR-PM电机的控制策略.分析结果表明了SR-PM电机相对于其他的同步电机具有独特的转矩特性,需要在控制上给予特殊考虑.     

稀土永磁电机磁场的计算特点

本文从建立稀土永磁体的数学模型入手,分析和解决了由于稀土永磁体模拟给电机磁场计算带来的新问题。同时,结合实例介绍了如何用有限元法计算稀土永磁同步电机的磁场,以及如何计算这类电机的性能和参数。     

永磁球形多自由度电机研究进展综述

简述了永磁球形多自由度电机的优越性能,首次提出了永磁球形多自由度电机的分类,重点介绍了国内外的永磁球形多自由度电机最新研究进展和研究中遇到的问题,并探讨了永磁球形多自由度电机的发展前景和趋势。最后在三维有限元软件环境中对一种永磁球形三自由度电机的转矩特性进行了仿真计算,给出了仿真结果,对电机转矩特性进行了分析和讨论。     

内置式永磁电机齿槽转矩的解析计算

利用定子侧边力法分析了内置式永磁电机齿槽转矩。在基于等效磁网络法的基础上求解出内置式永磁电机的气隙磁密,进而将其等效为表贴式结构。在此基础上,建立了等效电机单槽模型,获得了齿槽转矩各阶谐波分量,进而根据槽空间相位关系合成了电机总的齿槽转矩,提高了计算效率。计算结果与有限元法所得出的结果进行了比较,验证了本方法的正确性。