混合励磁爪极发电机的磁场调节特性分析

针对电励磁爪极发电机输出功率较低、永磁式爪极发电机磁场不可调节的缺点,研究了一种特殊结构的混合励磁爪极发电机。阐述了该发电机的结构组成、工作过程及磁场调节原理,利用三维电磁场有限元软件JMAG分析了其空载磁场分布情况及磁场调节特点。结果表明,与相同结构参数的电励磁爪极发电机相比,混合励磁爪极发电机具有更高的气隙磁通密度和更宽的磁场调节范围等优点,为进一步深入探索爪极发电机提供了一定的理论基础和技术参考。     

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。     

汽车发电机极弧系数对转子涡流损耗的影响

汽车发电机爪极转子是整体结构,转子涡流损耗在铁耗中占有很大的比例,准确计算和分析转子涡流损耗至关重要。用基于棱边的求解器求解转子有限元涡流方程,计算和傅里叶分解了沿空间分布的径向气隙磁密,得出气隙中主要的谐波次数。计算和分析了转子涡流损耗,研究了爪极转子的涡流损耗密度分布。爪极转子是不等宽爪极,漏磁相对比较大,转子极弧系数影响气隙磁密和发电机的性能,计算和分析不同极弧系数的转子涡流损耗。并总结出在一定的极弧系数范围内,随着两爪极间距离的增大,涡流损耗减小,为研究高效率和低损耗的爪极发电机提供了一定的理论基础。     

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。     

基于力学及电学性能的汽车发电机转子爪极尺寸优化选择

将汽车发电机转子梯形爪极等效为悬臂梁模型,应用基本的气隙磁场理论和材料力学理论,考虑转子爪极所受离心力及气隙磁场径向力,分析变化参数下梯形爪极的变形趋势及规律。利用Ansys软件建立三维有限元结构力学分析模型,得出基本的结构位移变形分布图。着重求导了主波磁场所产生的径向力及转子离心力,然后在此基础上分析比较不同爪极厚度轴向角β时爪极最大挠度的大小。利用Maxwell 3D软件建立三维有限元电磁场分析模型,比较不同β角时的电势波形及效率的变化。在尽可能减少爪极挠曲形变对汽车发电机气隙磁导的影响的同时,保证发电机良好的输出性能,从而对发电机转子的爪极尺寸进行优化设计。该设计与优化方法可为高性能汽车发电机爪极设计提供理论指导。     

新型混合励磁无刷爪极发电机的磁场调节特性分析及试验研究

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等问题,提出一种新型的混合励磁无刷爪极发电机。介绍该电机的结构特点和磁场调节原理,采用三维有限元法对电机的空载磁场分布及磁场调节能力进行了分析,设计并制造了试验样机。样机试验结果验证了有限元分析的正确性,并表明在结构参数相同的情况下,与电励磁爪极发电机相比,新型混合励磁无刷爪极发电机具有气隙磁通密度高、功率密度高、低速输出性能好、励磁损耗低等特点。     

新型混合励磁无刷爪极发电机磁场调节特性的有限元分析

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,提出一种新型结构的混合励磁无刷爪极发电机,该电机由永磁体与励磁绕组共同作用产生电机磁场,通过改变励磁电流的大小和方向,可以实现电机磁场的调节,同时励磁绕组静止,取消了电刷-滑环结构,实现了无刷化,提高了发电机工作的可靠性。由于电机结构及磁路的复杂性,采用三维有限元法对电机的空载磁场分布及磁场调节能力进行了分析,分析结果表明:在结构参数相同的情况下,与电励磁爪极发电机相比,新型混合励磁无刷爪极发电机具有气隙磁通密度高、磁场调节范围宽和低速输出性能好的特点。     

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。     

车用爪极发电机转子极爪倒角对电磁振动的影响研究

探讨了车用爪极发电机转子极爪倒角对其发电性能及电磁振动的影响。首先建立了爪极发电机电磁场分析的三维有限元模型,并通过反电动势试验进行验证;接着通过对电磁力进行二维傅里叶分解,识别了引起爪极发电机产生电磁振动的主要电磁力谐波,并研究了转子极爪倒角对这些主要电磁力谐波以及发电机输出电流的影响;最后建立起爪极发电机电磁振动预测的多物理场仿真模型,并分析了转子极爪倒角对电磁振动的影响。结果表明:爪极发电机转子极爪倒角几乎不会降低发电机的输出性能,却能大幅削弱主要电磁力谐波的幅值从而降低电磁振动,因此,转子极爪后沿倒角比前沿倒角的减振效果更好。     

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。     

爪极发电机的气隙磁场与结构的优化

采用三维有限元方法对爪极发电机的磁场和结构进行了研究。基于ANSOFT软件对发电机空载和负载气隙磁场进行了计算仿真,反映了电枢反应对气隙磁场的影响,同时利用MATLAB软件对空载气隙磁密进行了谐波分析。通过对爪极发电机漏磁的分析和相关结构的优化,得出了电机结构尺寸与效率的关系曲线,论证了结构尺寸对爪极发电机效率的影响。最后通过基于正交试验原理的方法,优化出了电机结构尺寸的最优解。     

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.     

双爪极式发电机

双爪极式发电机是在普通单爪极式发电机基础上发展起来的。其性能比普通单爪极式发电机优越,它具有独特的结构特点,因此,对其设计和制造提出了特殊的要求。     

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。     

新型混合励磁无刷爪极电机磁场调节特性的三维有限元分析

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,提出一种新型的混合励磁无刷爪极发电机,它采用无刷结构,励磁绕组通过励磁支架固定在端盖上,由永磁体和励磁绕组共同作用产生气隙磁场,永磁磁场与电励磁磁场为并联关系.文采用三维有限元法对电机的空载磁场分布及磁场调节能力进行分析,分析结果表明:新型混合励磁无刷爪极发电机具有功率密度高、高效、可靠性高、转速调节范围更宽等特点.     

汽车发电机定子三维温度场有限元计算

提出了针对汽车爪极发电机三维定子温度场有限元计算的新方法,有效处理了汽车爪极发电机定子铁心与气隙之间以及定子绕组端部与空气之间复杂的对流散热过程,妥善解决了汽车爪极发电机定子的热交换问题。运用等效体积法给出了散下线定子绕组的三维有限元计算模型,简化了计算难度并且节省了计算时间。在此基础上建立了汽车爪极发电机定子三维温度场三维数学模型和三维有限元计算模型。计算了汽车爪极发电机额定负载运行时定子的稳态温度场;实验结果很好地验证了该三维温度场计算模型的正确性和计算结果的准确性。在该三维温度场计算模型的基础上,分析了冷却风速及浸漆质量对汽车爪极发电机定子温度场的影响,为汽车爪极发电机优化设计奠定了理论基础。     

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.     

基于支持向量机和遗传算法的爪极发电机建模及参数优化

爪极发电机广泛应用于汽车、航天等国民经济重要领域,高质量的发电机输出电压是用电设备可靠运行的重要保证.本文从爪极发电机有限元仿真计算出发,通过电机参数样本空间设计,利用支持向量机对其电磁模型进行非线性回归分析,而后利用遗传算法对其结构进行优化.仿真结果表明,所建立的非参数模型是准确可行、并且是高效的.采用支持向量机回归方法和遗传算法相结合对电机的结构参数进行优化,为电机优化设计提供了一种新的思路.     

爪极式无刷直流测速发电机

爪极式无刷直流测速发电机是一种采用电子换向测速电路工作新型无刷直流测速发电机,属于机电一体化换代产品。该电机具有可靠性高,寿命长、测速范围宽等优点。文中重论述爪极式无刷直流测速发电机及其测速电路的基本原理、结构和参数,并对其设计特点等进行了分析。     

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。