永磁无刷直流电动机场路耦合运动时步有限元分析

提出一种适用于永磁无刷直流电动机的场路耦合运动时步有限元分析方法，解决了电机在非正弦供电时的场路耦合分析问题。电路中考虑了开关元件换流重叠过程和绕组中点的电位波动。给出了控制电路与电磁场方程耦合的时步有限元单元分析方法，采用改进的有限元运动边界处理方法--插值运动边界法解决转子运动问题。应用上述模型对1台无刷直流电动机的进行分析，计算结果和样机的实测波形吻合。该方法也适用于其他非正弦供电电机的场路耦合有限元分析。     

多相感应电机场路耦合时步有限元分析

为解决多相感应电动机在非标准正弦供电时的场路耦合分析问题,提出一种用于多相感应电动机的场路耦合运动时步有限元分析方法。考虑变频器供电时SPWM波中的高次谐波,给出控制电路与电磁场方程耦合的时步有限元分析方法,采用运动气隙边界法解决转子运动问题,与机械运动方程相结合,可对电机的瞬态过程进行仿真。应用上述模型对1台五相感应电动机及其调速系统进行分析,计算结果与样机实验结果吻合较好。将解析法、场路耦合法的计算结果与实验结果比较,表明场路耦合法能充分考虑电机齿槽效应以及铁磁材料的非线性影响,与实验结果更接近。该方法也可用于其他类型的多相电机逆变器供电的场路耦合分析。     

多相无刷直流电动机系统建模与仿真

在分析多相无刷直流电动机数学模型和运行原理的基础上,用有限元方法计算模型中的参数,分析并建立了多相无刷直流电动机系统仿真建模的新方法.通过Matlab软件的Simulink和PSB模块,搭建了电机及整个控制系统的仿真模型,仿真结果证明了该方法的有效性,为实际电机控制系统的设计和调试提供了新的思路.     

自起动永磁电动机的稳态转矩波动研究

由于自起动永磁电动机定转子双侧开槽、转子带有铸铝鼠笼,所以其谐波磁场比直流无刷电动机复杂.采用场-路-运动耦合的时步有限元方法对其稳态转矩波动现象进行研究,建立两种时步有限元计算模型对稳态转矩曲线进行分析.第一种模型包括转子运动方程,第二种模型不包括转子运动方程.分析表明采用两种模型计算谐波转矩的结果一致.采用第二种模型,通过加载基波或谐波电流,揭示了齿槽转矩、源于定子基波电流的谐波转矩及源于谐波电流的谐波转矩对稳态转矩波动的影响.通过与实测转矩对比验证了计算结果的正确性.     

船用大功率无刷直流电动机的数学模型及仿真

在介绍船用大功率无刷直流电动机基本结构的基础上,建立多相电动机和多相逆变器的数学模型,并对电动机的起动过程进行了计算.仿真结果表明,多相无刷直流电动机起动迅速,运行平稳,在船舶电力推进系统中大有可为.     

基于Matlab的多极多相永磁无刷直流电动机仿真

文中基于多极多相永磁直流无刷电动机（BLDCM）的数学模型，以四极五相永磁无刷直流电动机为仿真实例，利用有限元分析获得电感参数和反电势波形，对样机进行了仿真。对所得仿真结果和基于Ansoft的分析结果进行比较，吻合较好，证明该方法是有效的。     

无刷直流电动机电磁场-热场耦合分析

利用电磁场有限元分析软件MagNet和热场有限元分析软件ThermNet,对无刷直流电动机进行了电磁场-热场耦合分析,研究了电机的发热情况,仿真结果符合电机的温升规律.分析过程对研究无刷直流电动机的电磁场和热场分布有重要意义,对提高电机设计水平和精度具有一定参考作用.     

新型无轴承无刷直流电动机的结构设计与有限元分析

在传统无刷直流电动机中引入磁悬浮技术,构成二自由度无轴承无刷直流电动机,从而实现无刷直流电动机的更高转速运行.设计试验样机,提出一种新型的绕组结构.根据磁悬浮力产生机理推导出一个周期内的绕组导通规律,并应用Ansoft/Maxwell软件对样机进行有限元分析.通过对仿真结果的分析,证明了所推导的绕组导通规律的正确性及新型无轴承无刷直流电动机设计的可行性,并实现了对新型无轴承无刷直流电动机的结构设计.     

基于Ansoft的永磁无刷直流电动机磁场有限元分析

基于有限元分析软件Ansoft,采用全场域二维磁场有限元分析方法;对永磁无刷直流电动机的磁场分布等进行了计算。这些工作为分析永磁无刷直流电动机的工作原理及永磁无刷直流电动机的进一步开发和应用,建立永磁无刷直流电动机合理的非线性模型提供了理论基础和可靠依据。     

气隙结构对单相无刷直流电动机双向起动性能的影响

许多应用中要求单相无刷直流电动机具有良好的双向运行性能。相对于多相无刷直流电动机,单相无刷直流电动机的双向起动比较困难。为了研究不同气隙结构对单相永磁无刷直流电动机双向起动性能的影响,首先研究了常用的渐变式气隙结构的单相无刷直流电动机的双向起动性能,并对电动机的定子结构进行改进,研究了薄端倾斜的渐变式气隙结构单相无刷直流电动机的双向运行起动性能。仿真和实验证明薄端倾斜的渐变式气隙结构单相无刷直流电动机具有更优越的双向起动性能。     

无轴承永磁同步电机转子偏心位移的直接控制

无轴承电机运行时由于负载扰动使其转子产生的径向偏心影响了其稳定悬浮性能，因此如何采取直接有效的方法控制转子偏心位移、使转子稳定悬浮成为无轴承电机研究的重点。文中对无轴承电机中的麦克斯韦力进行详细研究后，根据径向偏心位移和径向悬浮力之间的关系，基于可控径向悬浮力产生的机理，采用转子磁场定向，对转子偏心位移的控制提出了一种全新的控制方法：无轴承永磁同步电机转子偏心位移的直接控制，并设计了相应的控制系统。仿真结果表明，该方法有效地提高了无轴承电机稳定悬浮运行的动、静态性能，实现了对转子偏心位移的直接控制。     

Unified Calculation Method for Motor Torque in Reluctance Network Analysis

A reluctance network analysis (RNA), which is an improved magnetic circuit method, has some advantages: the analytical model is simple, the calculation accuracy is relatively high, and a coupled analysis with an electric circuit, a heat circuit, a motion equation, and so on, is fundamentally easy. The RNA has been applied to the dynamic analysis of several motors such as a surface permanent magnet (SPM) motor, an interior permanent magnet (IPM) motor, and a switched reluctance (SR) motor. The dynamic characteristics of these motors including starting and a sudden load change can be calculated by an RNA. However, the torque calculation methods for these motors are different from each other. This paper presents a unified calculation method for the motor torque in an RNA, which does not depend on the types and structures of motors. The validity and availability of the proposed method are demonstrated by a finite element method (FEM) and an experiment.     

稀土永磁同步电动机的综合设计法

介绍了利用直接设计法和二维有限元以及场路方法相结合设计稀土永磁同步电动机。这种方法可以使永磁同步电动机的尺寸更加合理，性能更加优良。     

异步电机时步法有限元软件的研制

介绍了异步电机时步法有限元软件的研制。采用在异步电机数字模型中把电磁场方程、电路方程、转矩方程耦合在一起并用时步法求解的方法,可直接计算出电机的电流和转矩等的波形,计算结果中包含了高次谐波等复杂因素的影响。     

少槽永磁直流电动机的有限元分析方法

提出了少槽永磁直流电动机的有限元分析模型。针对少槽电机采用奇数槽的情况,同时计及换向和齿槽效应的影响,按照电刷实际宽度求出线圈换向规律,用运动有限元法计算电机转矩随转子旋转的变化规律。对2台样机进行了计算分析,计算值与试验值的比较证明了本文的分析方法是可行的。     

基于有限元法的直流并励电动机转速波动分析

直流并励电动机运行时转速可能会发生波动,采用数值计算法计算其运行性能十分必要.文章描述了直流并励电动机运行方程,结合有限元方法,运用实例分析其转速波动现象,并提出消除转速波动的一些措施.     

基于变网络等效磁路法的双凸极电机电感参数变化规律的分析

双凸极电机是一种新型的电机,它的电感参数对分析它的基本理论和运行特性至关重要.本文对三相电励磁的双凸极电机建立变网络等效磁路模型.在考虑励磁磁场和电枢磁场相互作用以及磁路饱和的基础上,利用该方法可以计算在任意转子位置、任意电枢电流、任意励磁电流下任一绕组自感和绕组之间互感.该计算结果和电磁场有限元分析结果进行比较,验证了该方法的正确性.最后,得到了不同情况下该电机电感参数变化的一般规律.     

十二相整流发电机二极管开路的故障运行分析

为研究十二相整流同步发电机在整流元件故障工况下的运行性能,针对不可控整流桥提出了适用于故障情况的二极管通断判别方法。基于电路拓扑理论建立了十二相整流同步发电机系统模型,对单个二极管开路的故障工况进行分析,表明单个二极管开路对直流侧供电品质产生影响,并能得出直流电压与负载大小的数值关系。通过样机仿真结果与试验结果的对比分析,证明了所提分析方法的有效性,为判断多相整流同步发电机二极管开路故障时容错运行的可行性提供理论依据与实用措施。     

基于Magnet的永磁直流电动机漏磁仿真分析

在分析永磁直流电动机漏磁机理的基础上,利用有限元分析软件M agnet,建立实体有限元模型,确立边界条件并在不断变换的边界条件下进行有限元计算,得到了永磁电动机不同边界条件下的漏磁大小。计算结果与实验结果具有较高的吻合度,证明了有限元分析模型和理论计算方法的正确性。     

自起动永磁电机起动冲击电流和转矩的场路耦合分析

建立了自起动永磁同步电机的场-路-运动耦合模型,给出控制电路与电磁场方程耦合的时步有限元分析方法,采用运动气隙边界法解决转子运动问题,与机械运动方程相结合,可对电机的瞬态过程进行准确计算.应用上述方法对一台15 kW内置径向W型自起动永磁同步电机进行计算,详细分析了不同通电时刻、转子位置、铁磁材料,以及永磁体磁场情况下的起动冲击电流和转矩,全面详尽地阐释了影响冲击电流和转矩的各个因素,为优化电机设计和起动过程打下基础.