客车用轮边电机的轻量化设计研究

针对客车用某型号永磁同步轮边电机的轻量化设计开展了分析。提出了电机轻量化的设计方案和原则,对电机的转子端板、转子冲片、机壳和后端盖进行轻量化设计。利用有限元分析软件对轻量化后的电机转子进行模态分析,并分析了轮边电机的随机振动。有限元分析结果满足电机的设计要求,可以确保轮边电机使用的可靠性。对轮边电机轻量化设计的探讨为进一步减轻电机质量提供了思路。     

电动飞机非晶合金电机的轻量化设计

针对电动飞机主驱动电机部件重量大影响推重比的问题,从材料和结构两个方面提出电动飞机主驱动电机轻量化设计方法。根据轻质材料非晶合金高频低损的特点,利用磁路法建立非晶合金电机电磁计算数学模型,编写非晶合金电机电磁设计程序,利用已有样机试验数据验证该程序的可用性。结合转子结构拓扑优化方法,设计一台60 kW电动飞机非晶合金电机,对比相同结构参数的非晶合金电机和硅钢片电机的性能。非晶合金电机整体减重7.95%,并且铁心损耗显著降低。     

定子永磁式双转子电机设计与实验研究

提出一种应用于混合动力汽车驱动系统的新型定子永磁式双转子电机,即将双转子电机概念与永磁磁通切换电机相结合,以获得高转矩密度、低转矩脉动及高功率密度,满足混合动力系统对于小型轻量化及平稳运行的需求。本文对新型定子永磁式磁通切换双转子电机的拓扑结构及其混合动力驱动系统的工作原理进行了介绍,详细分析了内外电机的设计方法及基于转矩脉动最小的尺寸优化,并利用有限元方法对电机电磁性能进行了仿真。仿真表明了电机设计的合理性,通过原理样机实测数据验证了电机设计的有效性,并显示了内外电机具有的快速响应性能,说明此结构双转子电机可有效提高转矩密度,减小转矩脉动,通过合理设计能满足HEV应用功率需求。     

新型转子结构感应电机设计及温度场研究

设计了一台新型转子结构的150 kW、4极感应电机,转子采用"铝导条+铜端环"组合结构,具有成本低、转子损耗低、效率高的优点.为了提高电机的散热能力,分别设计了定子轴向风道以及转子轴向风道.分析了电机电磁场分布,给出了电机的驱动性能,结果表明电机电磁场分布合理,驱动性能满足要求.温度场研究结果表明采用定子和转子轴向风道可以显著降低运行温度,新型转子结构也有效降低了电机的转子温度,对于感应电机的设计和应用具有一定的参考意义.     

高速冲槽机冲切大直径电机定转子铁心圆片的探索与应用

人直径电机定转子铁心圆冲片的加工，是长期困扰无大型冲压设备的中小型电机企业制造大规格电机的一道工艺难题。本文作者根据JD91—10高速冲槽机的工作特点，经过精心构思、认真的推算和巧妙设计，实现了在高速冲槽机上完成电机定、转子圆冲片的切圆，该技术已在生产中成功应用15年。实践证明，该技术不仅打破了电机制造中无大型冲压设备不能生产大规格电机传统定式，且为多品种、小批量生产方式下加工定转子冲片打到一条多、快、好、省的途径。     

基于SMC材料和Halbach磁路的电机设计与优化

开发了一款基于软磁复合材料(SMC)的电动机,为减小高频时的铁心损耗,电机的定子铁心采用软磁复合材料一次加工成型,转子采用Halbach磁路结构,通过有限元分析,对转子磁轭厚度进行了优化,实现了电机转子的轻量化设计。经样机试验验证,该电机各项性能指标与设计值吻合良好。     

永磁无刷直流电机控制系统

设计了一种实用、低成本的稀土永磁同步电动机控制系统。该系统以８０９８单片机为核心实现电机的控制，根据该机本身的运行特点，研制了一种新型的转子位置传感器，极大地降低控制系统的成本，提高了系统运行可靠性。它是电机，电子技术和计算机三结合的机电一体化的系统。由于其结简单，低成本，高可靠性，可望在工业拖动，工业控制领域获得广泛的应用。     

利用LIGA技术研制超微步进电机

文章概述了超微步进电机的原理设计、结构设计、加工方法以及该电机的扫描电镜照片等。该电机的转子和定子由LIGA技术制造完成,线圈由手工在显微镜下绕制完成,转子直径2mm,整个电机径5mm。     

内置式永磁同步电动机转子表面形状的优化

文章介绍了一种优化内置式永磁同步电动机转子形状的方法。该方法通过B样条曲线来确定电机转子表面形状的变量,然后在Ansys软件中建立电机模型,定义设计变量、约束变量和目标函数,最后选择优化方法进行优化分析。分析结果表明:转子表面形状优化后,电机气隙磁场的谐波分量明显较少,从而降低永磁电机的转矩脉动,提高电机的伺服性能。     

基于模糊推理规则的开关磁阻电机转子位置估算方法研究

文章在分析开关磁阻电机Ψ-I-θ关系曲线的基础上，设计了一种新型采用模糊推理规则的电机间接转子位置估计方法。在电机运行的不同速度区间(包括启动、低速和高速)中，该方法均能对转子位置进行识别。由于转子位置估算过程中存在一定的误差，为了克服其对电机调速性能的影响，设计了电机模糊速度控制器，并采用了高速数字信号处理器作为控制单元用以实现对电机的速度控制。对3kW、8／6极、1500r／min的电机实验研究表明电机的静态和动态调速性能良好。     

高速冲槽机冲切大直径电机定转子铁心圆片的探索与应用

大直径电机定转子铁心圆冲片的加工,是长期困扰无大型冲压设备的中小型电机企业制造大规格电机的一道工艺难题.本文作者根据JD91-10高速冲槽机的工作特点,经过精心构思、认真的推算和巧妙设计,实现了在高速冲槽机上完成电机定、转子圆冲片的切圆,该技术已在生产中成功应用15年.实践证明,该技术不仅打破了电机制造中无大型冲压设备不能生产大规格电机传统定式,且为多品种、小批量生产方式下加工定转子冲片打到一条多、快、好、省的途径.     

强迫风冷直线感应牵引电机工程化设计

根据地铁车辆直线电机的应用要求,对强迫风冷直线电机进行工程化设计:设计了轻量化的铁心结构、应用非金属轻量化材料,以满足电机重量指标;设计了强迫通风的冷却系统,风机额定工作效率保持在最高点,以保证电机温升满足设计要求;设计了适应电机绝缘等级的温度保护系统,以保证电机绝缘寿命等。最后通过电机型式试验,证明直线电机满足堵动推力、温升和轻量化等指标要求。     

可变磁通永磁辅助同步磁阻电机设计与性能分析

以3层磁障转子的永磁辅助同步磁阻电机为例,提出一种铁氧体与铝镍钴混合永磁的可变磁通永磁辅助同步磁阻电机转子设计方法,使永磁辅助同步磁阻电机具备记忆电机弱磁区转矩高、损耗小和调速范围宽的优点。首先给出可变磁通永磁辅助同步磁阻电机的调磁方法;然后从永磁体工作点设计的角度分析电机调磁电流和过载能力对电机性能的影响;接着介绍了永磁体排布的确定和体积比优化设计方法;最后提出一种适用于该电机的转子设计方法。仿真结果表明,采用该文提出的转子设计方法能够使电机弱磁区损耗最多降低56%,电机弱磁区的转矩和调速范围显著提高。     

基于改进PLL的永磁同步电机ASMO无传感器控制

永磁同步电机无位置传感器控制采用传统滑模观测器法来获取转子位置，由于滑模抖振严重、估计反电势中含有低次谐波干扰及传统锁相环在电机反转时有位置误差等因素，影响转子位置估计精度。通过设计自适应滑模观测器和改进锁相环来解决上述问题。首先采用非奇异快速终端滑模面及改进指数趋近律来降低滑模抖振。其次对传统锁相环鉴相器进行改进并在环路滤波器中引入二阶广义积分器，不仅使电机正反转时能准确提取转子位置信息，还能滤除估计反电势中的低次谐波。仿真结果表明所设计的算法能减小滑模抖振、降低位置跟踪延迟时间及提高位置观测精度。     

基于ANSYS的航空电机转子振动分析

为了避免航空电机的转子在运行过程中产生共振,应用ANSYS有限元分析软件,对航空高速永磁电机转子进行模态分析,得到了电机转子的前六阶固有频率及模态振型图,了解了该电机转子的振动特性,将仿真结果和实验结果对比验证了有限元分析的可行性。同时通过对电机转子额定频率和固有频率对比可知,电机固有频率远远大于额定频率,不会产生共振,说明电机转子结构设计的合理性,对该电机的设计优化具有一定的参考价值,为同类产品的仿真分析提供参考依据。     

基于MRAS的无轴承同步磁阻电机无位移传感器控制

无轴承同步磁阻电机的悬浮运行需要实时检测转子径向位移,通常在电机内部安装机械位移传感器,该方法存在安装调试复杂、电机体积增大、系统可靠性降低、成本增加等问题。针对上述问题,将模型参考自适应转子位移估计方法应用到电机无位移传感器控制中。基于无轴承同步磁阻电机转矩绕组和悬浮绕组电流状态方程,建立了电机电流参考模型和可调模型,选取合适的自适应律对两个模型的输出误差进行调节,辨识出电机转子径向位移。研究结果表明,模型参考自适应法能有效跟踪电机转子位移变化,估算精度较高,系统动、静态性能良好。     

基于不对称转子结构与序贯田口稳健优化方法的同步磁阻电机设计

目前,传统同步磁阻电机三层磁通屏障的转子设计性能较好、制造简易,得到行业的认可。讨论转子的不对称磁通屏障结构与磁通屏障结构变形对全面掌握同步磁阻电机的特性至关重要,因此该文研究了在不同功率等级下同步磁阻电机不对称设计规律以及基于序贯田口稳健优化方法的类凸极转子同步磁阻电机。首先对传统同步磁阻电机在一定功率等级下优化计算,得出抑制转矩脉动的不对称设计规律;然后根据开关磁阻电机凸极结构,设计类凸极转子同步磁阻电机,应用序贯田口稳健优化方法对采用分布式绕组的12槽8极电机优化得到最优功率等级,并应用至集中式绕组电机,应用磁路模型以及有限元仿真对采用不同绕组的电机作性能对比分析;最后提出一种结构更加简单、制造成本更低的同步磁阻电机。     

同步电机温度场数值计算与分析

应用电机温度场的数值计算方法，对同步电机定、转子中的温度场分布作了分析，给出了额定工况下定子、转子铁心和定子、转子绕组中的温度场分布图。文中还对不同条件下转子区域的温度场分布作了研究，结果表明，采用励磁绕组直接绕在极身上的整圆冲片式转子取代分离式结构转子，对降低电机中的温升是有益的。     

无人车用高速永磁电机转子优化设计

随着车用电机高压化、高速化、高效化和高舒适性方向发展,对永磁电机的设计提出了更高的要求。本文以一台峰值功率65 kW,峰值转速9500 r/min,峰值扭矩650 Nm的车用高速轮毂永磁电机转子设计为例,对电机转子的电磁特性、传热特性与机械特性建立有限元和热路模型进行研究分析。为了提高车辆运行的舒适性,本文以转子磁路结构参数为优化参数,采用田口法对轮毂电机转子进行优化设计,在保证输出转矩不降低的情况下降低电机转脉动,优选齿槽转矩和绕组反电势THD最低的参数组合.仿真结果表明,优化前后转矩脉动降低了1.3%。针对轮毂电机大直径转子高速下转子强度问题,重点研究热态工况高速离心力作用下转子强度分析。该研究对于重载无人车用高速永磁电机设计具有理论指导意义。     

汽车座椅电机的低频NVH性能分析与优化

对某型号汽车座椅气泵电机的低频(20～200 Hz)振动噪声来源进行分析,采用阶次分析方法确认主要频率对应电机的第一阶振动噪声。并针对转子动不平衡量和转子气隙偏心采用仿真分析和实验验证等方法,使电机低频段振动和噪声值降低至预定范围,满足设计要求。结果表明,对于转子动不平衡量,合理控制动不平衡量值,有利于低频振动和噪声值的降低。转子气隙偏心方面,随着气隙偏心距的增加,径向不平衡磁拉力也会越明显。较小的气隙偏心距对电机的低频振动噪声的改善有较大的帮助。该研究和验证结果可为类似电机的低频NVH性能改善提供有效的理论支撑和试验依据。