表贴式轴向磁通永磁电机齿顶漏磁的分析计算

分数槽绕组轴向磁通永磁(AFPM)电机的齿顶漏磁较大。在利用等效磁路计算程序调试电机设计方案时,需要准确计算漏磁系数,而准确计算漏磁系数的前提是准确计算齿顶漏磁系数。根据轴向磁通永磁电机磁通路径的分布特点,针对定子齿和磁极不同的相对位置,给出了不同位置角时的齿顶漏磁解析公式。为了验证解析公式的正确性,以一台电机的设计方案为例,采用解析法和有限元法分别计算漏磁系数,结果表明解析计算结果和有限元计算结果具有较好的一致性。最后给出了齿顶漏磁与电机极数之间的关系,为电机设计和优化提供了参考。     

IPM磁钢参数及隔磁槽对感应电势的影响

利用Maxwell 2D有限元软件,对一台8极内嵌式永磁同步电机中永磁体极弧系数、宽度以及厚度三个参数改变时,对电机定子绕组感应电势幅值和波形的影响进行了计算,绘制了三种参数变化与感应电势幅值和谐波含量(THD)值变化的关系图,从而可获得最大感应电势幅值和最小THD值时的最优磁钢尺寸。最后还计算了隔磁槽形状和漏磁系数的关系,得出具有最小漏磁系数时的隔磁槽的形状。     

模块化永磁直线游标电机等效磁网络及漏磁分析

在模块化永磁直线游标电机的初始设计及优化设计中,使用有限元方法(FEM)计算漏磁系数时需要耗费大量的建模和计算时间。针对这一问题,建立该种电机的等效磁网络模型,在建模期间,考虑气隙中的边缘效应,并计算永磁体组与定子齿在不同相对位置时的等效磁导,得到该种电机在一个周期内不同相对位置时的漏磁磁导和漏磁系数的数学解析表达式。采用FEM验证了该数学解析表达式的准确性。研究结果为模块化永磁直线游标电机的设计提供了理论依据。     

基于3D-FEM的新型横向磁通永磁电机的研究

横向磁通电机越来越受到世界各国研究者的注意,尤其在风力发电、军舰等要求低速大转矩的应用场合.相比常规电机,横向磁通永磁同步电动机可以提供更大的转矩密度,却存在功率因数低的问题.本文提出了一种新颖横向磁通永磁电机(TFPM)结构,即采用单边结构、卷绕式定子铁心、内置式聚磁转子结构.该电机结构工艺简化,同时具有高转矩密度和高功率因数的性能特点.文章首先讲述了新型电机的结构特点,接着利用 3D-FEM 工具对电机漏磁系数进行计算,并讨论电机结构尺寸变化对电机漏磁系数的影响.最后给出最新样机的部分参数.     

瓦形磁钢永磁直流电动机的磁路分析

目前,大多数微型永磁直流电动机所用的永磁材料以铁氧体为多,也有采用稀土永磁材料的。而永磁体的结构型式大多为瓦形,该结构形状简单,漏磁系数σ_0低,制造方便,对微小型电机尤其合适。 1.磁路分析瓦形磁钢直接粘在定子壳体上,磁钢可以做得很薄,磁路结构也简单。若不考虑磁铁本身的漏磁     

PMSM极弧系数对感应电势和漏磁系数的影响

利用Ansoft 13软件对12极表面式永磁同步电机进行Maxwell 2D有限元分析,旨在研究永磁体极弧系数对电机定子绕组感应电势和电机漏磁系数的影响.处理仿真结果,得到极弧系数与感应电势THD值和基波值变化走势图,以及极弧系数与漏磁系数的关系曲线.保持极弧系数恒定,用相同槽数4极和6极电机验证结论的正确性,并比较三种电机的感应电势THD值和基波值以及漏磁系数的区别.     

基于矢量磁位法的多相感应电机定子端部漏感计算

为计算计及喇叭口的多相感应电机定子绕组的端部漏感,提出了基于矢量磁位的数值计算方法。该文通过矢量磁位沿线圈端部的线积分计算磁通进而求取线圈间端部漏感,该方法与通过磁密的面积分来计算磁通的传统方法相比,可方便处理定子绕组复杂的端部结构,提高计算速度与结果的准确性。矢量磁位法沿用将线圈间端部漏感与关联矩阵相结合计算相间端部漏感的总体思路,具有应用灵活、通用性强的优点。以某15相感应电机为例,给出了矢量磁位法计算端部漏感的计算过程,通过对计算结果的分析说明了矢量磁位法计算端部漏感的有效性。     

永磁直线电机空载漏磁系数的解析表达

针对有限元法求解永磁直线电机空载漏磁系数时计算量大的问题,根据磁路法和电机结构尺寸提出了一种永磁直线电机空载漏磁系数的解析表达方法。在永磁直线电机气隙长度、极弧系数和永磁体厚度分别变化的情况下,其空载漏磁系数的解析解与有限元分析结果十分接近,证明了所提出的解析表达方法的正确性。该方法简单方便,非常适用于永磁直线电机的设计和优化。     

低惯量稀土永磁交流伺服电机磁场分析

本文首先通过解析法分析计算了稀土永磁杯形转子、双定子电机的空载气隙磁场,并导出了计算极弧系数αδ、永磁体极间漏磁系数k_σ和磁场波形系数k_b的计算公式。然后又用有限元法进行了空载磁场和负载时交直轴电枢反应磁场的数值计算。最后将计算结果与实验数据相比较,计算与实测一致。本文对高转矩低惯量电机设计有实用价值。     

新型结构高速无槽永磁同步电机研究

针对高速无槽电机电感普遍较小的问题,提出了一种新型结构的高速无槽永磁同步电机。该电机的定子采用一种集成电感的新型无槽结构,由一种新型无槽定子铁心和背绕式绕组两部分组成,能够显著增加每相绕组的漏感;转子采用双层Halbach永磁阵列,可以得到很高的气隙磁密正弦度。首先重点介绍了集成电感的无槽电机定子的结构,分析了漏感增加的机理。通过解析法得到了附加漏感的计算方法,并分析了附加漏感与定子结构尺寸的关系。其次介绍了双层Halbach永磁阵列的结构和特点。通过仿真分析,将新型电机与普通无槽电机的特性进行了对比,验证了增加漏感的优势。最后,制造了一台新型高速无槽永磁同步电机的样机,通过实验证明了新型电机的有效性。     

Study and experimental performance evaluation of flux intensifying PM motor with variable leakage magnetic flux

This paper describes a flux intensifying permanent‐magnet (PM) motor with variable leakage magnetic flux. The unique feature of this proposed motor is the ability to passively adjust the magnetic flux linkage into the armature windings in proportion to the armature magnetomotive force and/or armature current phase. The magnetic circuit topology of the flux intensifying PM motor and the passive variable leakage magnetic flux are determined through FE analysis. Then, the driving performance is experimentally elucidated through comparison with that of a reverse salient pole type (flux weakening) PM motor without variable leakage magnetic flux.     

三相交流永磁同步电动机转子漏磁场分析与计算

为准确计算稀土永磁同步电动机空载漏磁,基于二维有限元法,充分考虑转子磁路结构的特点,建立了空载漏磁场的数学模型,提出了改进漏磁通路径的方法,并进行了相应有限元建模。计算了不同情况下空载漏磁系数,得到了一系列空载漏磁系数曲线。对一台18kW的稀土永磁同步电动机进行了实例计算,通过与实验数据分析对比,验证了有限元法求解的正确性,具有一定的实际参考价值。     

切向式永磁同步电机不同转子结构的轴部漏磁分析

利用ANSYS有限元分析软件,对转子采用不同隔磁结构的切向式永磁同步电机进行二维气隙磁场和转子轴部漏磁的仿真计算,对不同隔磁措施的转子结构的漏磁通进行比较分析.通过有限元计算和分析,得到了切向式结构的永磁同步电机比较合适的隔磁措施,并且得出了轴部漏磁在切向式永磁电机设计中不可忽略的结论.     

可控漏磁反凸极永磁电机的最优电流控制

针对可控漏磁反凸极永磁同步电机在传统电流控制策略中存在电枢电流大、效率低及控制精度低等缺点,提出了一 种考虑电机在运行过程中参数变化的最优电流控制策略。首先,分析新型电机的反凸极和可控漏磁特性,考虑电机电感与磁 通的变化引入反凸极比和漏磁率系数,构建新型电机结构模型;其次,对传统的最大转矩电流比控制进行重建,得到最优电流 组合,进一步提高电机的控制精度,降低电机的铜耗;最后通过对电机的仿真和实验。结果表明,相比于传统的控制策略,所 提方法铜耗降低了约5%,电枢电流降低了0.6 A, 提高了电机的效率。     

磁悬浮飞轮用永磁无刷直流电动机参数的三维场计算方法

磁悬浮飞轮用永磁无刷直流电机具有大气隙、小长径比的结构特点．采用ANSYS有限元软件对电机进行了三维场建模分析。提出了一种针对该种电机三维场的等效气眯磁通密度计算系数和等效漏磁系数的计算方法。实际电机的实验结果表明．用这一方法计算的电机设计参数具有足够的精度．能够满足工程实际需要。     

应用新型Halbach阵列的PCB定子轴向磁通永磁电机性能分析

本文针对定子为印刷线路板（printed circuit board,PCB）结构的轴向磁通永磁电机的特点,将一种新型的Halbach永磁体阵列应用于该永磁电机中,并对其性能参数进行分析。通过与传统Halbach永磁体阵列的无铁心轴向磁通永磁电机相比可知:应用新型Halbach永磁体阵列的PCB定子轴向磁通永磁电机在相同尺寸及同等永磁体用量条件下,具有更高的气隙磁密及每极磁通,可获得更高的空载反电势,同时有效地降低了漏磁,使得气隙磁密更接近正弦波,电机的整体性能得到了提升。有限元分析结果和样机的对比试验证明了应用新型Halbach永磁体阵列的PCB定子轴向磁通永磁电机的合理性和有效性。为PCB定子轴向磁通永磁电机的设计提供一定的参考。     

Leakage flux saturation effects on the transient performance of wound-rotor induction motors

The prediction of induction machine performance has traditionally been based on the constant parameter models. This approach was later replaced by considering saturation in the main flux paths. However, such models have not been sufficiently accurate for certain transient conditions such as on-line starting and short-circuit. So, an accurate study of their performance should necessarily consider the magnetic saturation effect both in the main and leakage flux paths. In this paper, an experimental procedure to determine the machine parameters and saturation characteristics is adopted. The adopted experimental procedure facilitates the measurement of both stator and rotor leakage reactance saturation characteristics. Two models of saturated induction motors are developed to predict the transient performance of a laboratory wound-rotor induction motor. The results calculated by the proposed models considering and ignoring the leakage flux saturation are compared with the experimental results. The model that considers saturation in the leakage flux paths produces more accurate transient responses.     

采用拼接式转子的内置永磁同步电动机的优化设计

针对传统内置永磁同步电动机漏磁系数较大,隔磁桥机械强度较差等特点,提出一种拼接式转子,这种转子具有若干个独立的铁心,用高强度非铁磁部件通过鸽尾形槽把这些铁心拼接起来,这种转子不需要隔磁桥,所以这种转子能够有效限制漏磁。拼接式转子的铁心具有一些磁障(空气槽),这些磁障可以影响气隙内的磁场分布从而实现近似正弦分布的气隙磁密波形。初步设计了一台基于拼接式转子的3 k W电动机,采用田口法对转子磁障的关键参数进行了优化,并对拼接式转子和传统内置永磁转子进行了对比分析,结果表明所提出的拼接式转子优于传统内置永磁转子。     

永磁电动机磁路计算中主要系数有限元分析

为了提高永磁电机磁路计算的准确性.采用二维电磁场有限元法对电机气隙系数、空载漏磁系数、计算极弧系数进行了分析,提出由于转子位置不同引起漏磁系数计算模型不同的思想,完善了现有文献中的计算方法,并通过大量计算,给出了磁极偏心时的计算极弧系数变化曲线.分析方法可直接应用于工程实际中.