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。     

电动飞机主推进永磁同步电动机振动特性研究

分析了电动飞机主推进永磁同步电动机振动产生的原因,给出了不同阶数力波作用下固有频率的表达式,利用有限元仿真软件分别对永磁同步电动机的定子与机壳和整机进行振动特性的仿真分析。通过分析可知,优化电机结构能够抑制电机振动,从而保证电动飞机动力系统的安全性。     

永磁电机定子参数化建模及结构灵敏度分析

电机定子固有频率的研究对降低电机电磁噪声和抑制电机的振动有重要的意义,本文在Ansys中基于参数化程序设计语言(APDL)实现了电机定子结构的参数化建模,并在此基础上对电机定子的低阶固有振型和固有频率进行了仿真计算,通过定子模态试验验证了该模型的有效性,最后对齿数、轭厚、铁心外径、机壳厚度以及定子轴向长度等主要结构参数对定子总成振动特性影响进行了灵敏度分析,结果表明,机壳厚度和铁心外径对定子总成固有模态的影响最大,而铁心长度对定子固有模态的影响较小,为电机定子结构的设计和优化提供了重要依据,为进一步实现低电磁噪声电机的定子结构设计提供支持.     

基于DSP和FPGA架构的航天钻取机构用多电机驱动控制平台

传统的冲击旋转钻由于体积重量大、可靠性差等问题,难于满足太空环境钻采取样的工作需求。而基于多台电机协同工作的全电驱动式冲击旋转钻具有高功重比、高可靠性和高效率的优点,成为航天钻采取样的首选。根据全电驱动式冲击旋转钻多电机协同运行的工作原理,提出了一种基于DSP和FPGA架构的多电机驱动控制平台。根据DSP和FPGA各自的结构特点,以及驱动控制的功能需求,采用模块化设计方法,对DSP和FPGA各自所需承担的功能进行划分研究。其中,DSP主要完成多电机协调控制算法以及无刷直流电机的闭环控制算法,FPGA主要完成生成无刷直流电机PWM驱动信号与转速测量、生成步进电机驱动信号。仿真和实验结果表明,该驱动控制平台能够可靠高效地完成多电机的协同控制,实现航天全电驱动式冲击旋转钻的钻进和采样任务功能。     

能满足日本JB标准及美国EP法的高效率电动机

日本“日立”公司最近研制的“超级功率系列”感应电动机，由于对电机心脏部分铁心的形状和材料的改善及通过冷却性能优良的铝合金机身的采用，实现了小型轻量化。除JIS标准外，还满足美国EP法的规定值。“日立”公司已于2000年9月上市。     

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。     

电机定子绕组绝缘处理新方法

在修理大中型电机时,有些厂由于没有专用的浸渍设备而采用立式浇灌的方法,用这种方法在电机定子绕组表面很难形成完整的绝缘漆膜,而常常达不到理想的绝缘要求。我们在修理电动机的实践中,总结出利用电机机壳对定子进行沉浸绝缘处理新方法,获得了成功。1定子沉浸处理工艺过程1.1浸渍前的准备工作(1)测量电机定子绕组的对地绝缘电阻值,做好记录。(2)把转子从定子内抽出。(3)拆除电机轴承盖后,将电机一端的端盖重新固定在电机端。(4)将电机端盖的轴孔用事先做好的铁板加橡胶垫(厚度均为2～3mm)封闭,并利用轴承盖的螺丝加以固定。这样,电机机壳…     

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。     

阿萨汉下环铸造工艺研究

正1产品简介铸件材质为ZG06Cr13Ni4Mo,不锈钢产品。单件铸件重量5.2 t,钢水总重10 t,最大直径3014 mm,高度750 mm,最大厚度144 mm,最小厚度83 mm。铸件结构难度分析:从图1可以看出,该铸件结构比较特殊,不满足铸钢件顺序凝固条件,所以工艺设计难度增大,如果人为增加一个顺序凝固的梯度,约增加钢水1.2 t,同时局部加工量增加50~60 mm,这样增加了很多加工成本。2工艺设计过程根据产品结构,进行了几种工艺方案的设计,具体有以下几种。     

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。     

某内潜水式永磁电机三维流场与温度场仿真分析与优化

不同于常规自然散热或机壳水冷电机,内潜水式电机直接采用水对电机内部进行冷却,因此存在整机流固共轭传热的强耦合。为提高电机的可靠性与安全性,流场与温度场耦合传热分析十分必要。针对某船用气隙水冷方式的内潜水式永磁电机,基于计算流体动力学(CFD)原理,对该电机三维流场与温度场进行数值仿真分析与几何结构改进,消除了电机内部流场出现的逆流现象,提高了整机的散热效率,优化了电机的流场与温升。所得结果对该型内潜水式电机的几何结构设计具有一定的参考意义。     

定子间隙宽度对拼块式永磁电机电磁性能的影响

为探究定子间隙宽度对不同槽极配置及不同拼块式结构永磁电机电磁性能的影响,通过有限元仿真软件建立12槽10极和12槽14极定子一体式、E型拼块式、C型拼块式永磁电机的仿真模型,通过改变定子间隙宽度,得出定子间隙宽度与各电磁性能间的关系,并进行理论分析验证。结果表明：12槽10极电机更适合采用C型2 mm/4 mm拼块式结构降低齿槽转矩和转矩脉动;12槽14极电机更适合采用E型4 mm拼块式结构提高输出转矩或采用C型2 mm降低齿槽转矩和转矩脉动。     

铝轧机的先进电气设备

德国Alcan Deutschland GmbH在其Ohle工厂设置了德国最先进的铝轧机,近来已投入运行。这套铝轧机的主要数据如下: 材料铝及铝合金最大带宽 2080mm 最大铝卷重量 12t 进口侧材料最大厚度 1.00mm 出口侧材料最小厚度 0.003mm 最大轧制速度 800m/min 最大带张力 44kN 最大总轧制力 1000kN 铝轧机年产量为38000t。由欧ABB电气公司提供成套电气设备,包括中低压设备,所有传动电机,主传动及辅助传动的电源设备,自动控制装置,总体控制系统。此外,在l0kV侧还提供了静止型无功功率补     

轴向磁化永磁微电机最小尺寸分析及研制

在轴向磁化永磁电机设计中,为研究尺寸效应对其性能的影响,采用基于单元边的有限元方法对这种双转子电机的转矩进行了仿真计算,得出了轴向磁化永磁微电机定子线圈线宽和线间距均为50 mm 的最佳布线密度,分析了电机在结构、转矩和气隙磁场多方面因素共同限制下所能达到的最小尺寸,即精密机械意义上的能满足实际应用的最小电机直径为10 mm,最小厚度为4 mm,通以0.1 A的电流时能获得47 mNm的转矩。采用一体化多极磁化方法和深刻蚀成型电铸工艺分别制作了直径10 mm电机的转子永磁体和硅片上的平面定子线圈。分析方法和结果可对该类电机微小型化过程中的设计起指导做用。     

10kV级交流高压电机定子线圈电热老化试验情况介绍

一、前言80年代中期,由于电机行业纷纷从国外引进技术,使我国10kV 级电机的主绝缘有了新的突破,各大电机厂都先后将10kV 级交流高压电机的单边主绝缘厚度从3.5～4.25mm 减薄到3.0mm,将绝缘等级 B 级提高到 F 级。然而,这种新绝缘的长期运行可靠性到底怎样?主绝缘厚度能否进一步减薄?这些都有待于研究,对绝缘结构开展一些功能     

空心转子弧形直线感应电动机的优化与特性分析

弧形直线感应电机在门机系统、机器人领域具有广阔的应用前景。针对实心弧形直线感应电机的转子质量过大的问题,优化了弧形直线感应电机的导电层结构、转子气隙以及钢层与铜层的厚度关系,将转子设计为空心转子。通过建立有限元模型,仿真得出改进后的最优模型。结果显示:在使用内钢层4 mm,外铜层2 mm时转速波动较小,转子损耗较小;在一定范围内,随着气隙厚度的增大,损耗变小,因此最优气隙厚度是3 mm。     

航行器具中的电力电子

当前,电力电子技术正在航行器具中迅速推广应用。继在火车(航陆)上成功应用后,全电系统船舶(航海)和全电系统飞机(航空)的研制开发已提到议事日程。本文点评一篇发表在《IEEE工业应用汇刊》2006年第1期上的综述论文——“电力电子和未来的航海电气系统”,并把它摘译于后,以此来说明电力电子发展的又一个新领域。本文指出航行器具采用以电力电子技术应用为突破口的全电系统的一系列好处、它所包含的内容,以及所点评文章的主要思路和作者简介。     

永磁游标电机的研究及其优化

针对双极性表贴式永磁游标(SPMV)电机永磁体利用率低、涡流损耗大等问题,采用单极性转子的电机结构,并在调磁齿槽中内嵌一层极性相同的永磁体,以提高电机性能。使用Ansoft软件对双极性SPMV电机的理论推导的正确性进行验证,并对比分析了双极性SPMV电机和单极性IPMV电机,得出单极性IPMV电机永磁体利用率高、损耗小,但它的转矩下降约12 N·m,比双极性SPMV电机减小约23.1%。为提高转矩,在单极性IPMV电机的调磁齿槽中内嵌永磁体并对嵌入的永磁体厚度进行优化,得出厚度为4 mm时,转矩比双极性SPMV电机和单极性IPMV电机的分别提高约26 N·m和38 N·m,增加了约50%和95%,永磁体涡流损耗比双极性SPMV电机减小约20 W,降低了10%。     

应用CFD流固耦合热分析车用高功率密度电机的水冷系统

针对高功率密度电机功率大、体积小的特点,通过综合选择水冷系统平衡电机的热量,保证高功率密度电机的散热。利用计算流体动力学(CFD)和热场比较轴向型、周向型、螺旋型3种水冷方式,从流速、冷却效果、水泵功率、温度分布及工艺等多方面综合比较并选择最优水路结构——螺旋型水路,并应用此水路作为高功率密度电机的机壳内部水冷方式。传统电机的电流密度为5.0 A/mm2,通过采用螺旋型水冷系统、优化电机磁路结构和对材料的特殊设计,同样的温升可使电流密度增至10.0 A/mm2。这样在电机体积和重量基本不变的情况下可使电机的功率提高1倍,达到设计高功率密度电机的目标。最后,通过红外热成像仪的温度测试验证螺旋型水路应用CFD流固耦合温度场分布的一致性。     

一种航空浸液环境转子轻量化技术研究与应用

在航空领域中，随着各机型的不断升级和换代，减重是提升战机性能和降低飞行成本的重要方法之一。无刷电机在飞机的液压、环控、飞控、动力、刹车以及辅助系统中有大量应用，故电机的轻量化设计符合现代军工产品的需求。本文提出一种基于Halbach永磁体阵列方法和分体轴结构的转子轻量化技术，该技术实现转子重量降低37%,使电机具有高功率密度、低转矩波动、低转动惯量等优点。同时，通过样机验证了该设计方法的正确性，并在多个型号上成功应用。