不均匀气隙齿顶对外转子轮边直驱电机性能影响

为了使轮边直驱电机能够稳定运行,选用定子齿顶偏心致使气隙不均匀来改善磁场波形,降低电机的转矩脉动,同时电机的损耗也有所降低,电机整体性能得到了提高。用Maxwell2D软件对最大气隙、最小气隙组合对应的偏心距进行参数化分析,得到过载时刻转矩脉动最小的偏心距。再与偏心距为0时的气隙磁密、空载反电势、涡流损耗、铁心损耗、转矩脉动。合理表明气隙不均匀可以改善电机性能。     

电动汽车用永磁同步电动机动态性能的改善

永磁同步电动机具有转矩波动小、控制精度高的特点,特别适合于电动汽车。齿槽转矩是转矩波动重要的组成部分。基于Maxwell有限元软件建立电机模型,采用不均匀气隙设计和转子铁心合理的挖孔措施来改善气隙磁场波形,消弱齿槽转矩和增大输出转矩,这样可以提高电机的响应速度的目的。最后,通过试制样机,对测试值与仿真值进行对比,论证了Maxwell仿真设计的正确性。     

基于定子齿冠偏心的外转子永磁电机转矩波动抑制

为了抑制12槽10极风机用外转子永磁同步电动机的转矩波动,研究了定子齿冠偏心的结构。该方法基于不等气隙长度的思想,保持了初始结构的定子齿冠极弧中间部分对应的气隙长度不变,而齿冠两边对应的气隙长度变宽。利用有限元分析软件对采用定子齿冠偏心结构的外转子永磁同步电机进行仿真计算分析,研究了不同偏心距离下电机的转矩波动系数,并分析了齿冠偏心对于输出转矩大小、齿槽转矩以及气隙磁场谐波畸变率的影响。仿真实验结果表明,采用定子齿冠偏心的结构,能有效地抑制输出转矩的波动和齿槽转矩的幅值,使气隙磁密波形得到改善。     

内置式“一”型单相永磁同步电动机转子结构优化

为降低电动机的转动惯量和齿槽转矩,采用转子铁心挖孔和不均匀气隙的方法对转子结构进行优化,改善自起动单相永磁同步电动机的起动性能。以8槽6极内置式"一"型单相永磁同步电动机为例,讨论了不带起动绕组自起动的可能性,分析改善起动性能的方法。基于Maxwell 2D对转子的铁心磁密进行计算和分析,选择合适的铁心挖孔位置。对转子偏心距进行扫描,分析转子偏心对转子气隙磁密、空载反电势及其波形畸变率的影响。仿真和计算结果表明,电动机的转动惯量和齿槽转矩得到了降低。该文为改善自起动单相永磁同步电动机的起动性能提供了一定的理论依据。     

注塑机用永磁同步电动机的设计与分析

为改善注塑机用永磁同步电动机的气隙磁密波形,降低振动和噪声,提出一种新的转子结构。设计了一台8极36槽永磁同步电动机,在转子铁心上适当打孔和开槽,借助电磁场有限元分析软件ANSYS Maxwell,建立电机模型,并对电机空载气隙磁场、齿槽转矩、电磁转矩及径向电磁力波进行了分析与计算,仿真结果表明,采用该转子结构可减少电机转矩脉动和气隙磁场谐波。样机试验结果验证了该电机设计的合理性。     

转子动态偏心对永磁同步电机性能的研究

在工程中由于偏心不同程度的存在气隙不均匀的情况,势必影响气隙磁场分布,进而影响齿槽转矩的大小,现通过解析法研究了转子动态偏心对齿槽转矩、气隙磁密与反电势的影响。基于Maxwell 2D建立48槽8极表贴式永磁同步电机的仿真模型,结果表明齿槽转矩随着偏心度的增大而略有减小,气隙磁密随着偏心度的增大而增大,反电势随着转子偏心距的增大并没有改变。     

不均匀气隙结构的异步起动永磁同步电机设计

针对异步起动永磁同步电机气隙磁场谐波复杂,而导致的铁心损耗大、电磁噪声高、转矩脉动强烈等不利问题,提出了电机气隙长度不均匀的方法,用以减小气隙磁场谐波,进而减小电机铁心损耗、降低电机电磁噪声、抑制转矩脉动,计算并校验了电机永磁体的最大去磁工作点。有限元仿真表明,所提出的不均匀结构电机的气隙磁场谐波大幅下降,电机转矩脉动得到有效地抑制;电机在额定转矩、三倍转子转动惯量负载的情况下,满足异步起动能力;起动过程中永磁体在最强退磁点的剩磁也符合设计要求。     

削弱永磁同步电机齿槽转矩的转子再设计方法

为削弱再制造车用永磁同步电机齿槽转矩,提出一种转子再设计的齿槽转矩削弱方法,研究了转子偏心结构的偏心角度对齿槽转矩的影响。通过有限元仿真,在确定最大、最小气隙长度的基础上,建立了不同偏心角度的电机模型,对比分析各模型空载、负载性能,优化了偏心角度。结果表明:偏心角度为2°时,再制造电机齿槽转矩幅值比原电机降低了10%,输出转矩均值提高了1.2 N·m。转子偏心再设计可以削弱再制造电机齿槽转矩,提高再制造电机的性能。     

不等厚磁极对永磁无刷直流电动机性能分析

为了研究不等厚磁极结构对永磁无刷直流电动机性能的影响,建立了电机的瞬态电磁场模型,计算了电机的齿槽转矩,利用时步有限元分析法对电机的电磁场进行了计算。在此基础上,分析了磁极偏心距变化对电机齿槽转矩、空载气隙磁场分布、空载转速和负载时电枢电流及效率特性的影响。结果表明,通过利用磁极不等厚结构的方法可减小电机的齿槽转矩,改变气隙磁场波形;同时使电机极间漏磁增加,空载转速增大,负载时电枢电流增大和效率降低。     

利用不均匀气隙优化自起动永磁电机的气隙磁密波形

为了减小空载气隙磁场中谐波磁场对电机性能的影响,对内置"V"型转子磁路结构自起动永磁同步电动机的转子磁极形状进行了优化。采用不均匀气隙结构,以有限元为工具并利用遗传算法对空载气隙磁密波形进行了优化,使其中的谐波含量较小,得出了转子磁极的最优偏心距。在此基础上采用时步有限元方法,在考虑定子开槽、斜槽结构并计及饱和的情况下,对优化前后电机的电动势波形进行了分析对比,并通过试验验证了所采用的时步有限元计算程序的有效性。有限元计算结果表明,通过优化偏心的不均匀气隙设计,电机的空载气隙磁密和电动势波形得到了明显改善。     

Halbach阵列永磁电机齿槽转矩分析与计算

为了削弱永磁电机齿槽转矩,提高电机气隙磁密,改善气隙磁场分布,采用分段式Halbach阵列磁体结构,使永磁体获得理想的单边磁场。利用Maxwell软件,建立电机二维有限元分析模型,计算空载时电机的磁力线分布,获得电机气隙磁密和齿槽转矩等电磁特性,并与传统径向充磁磁体电机进行对比分析。研究结果表明,该方法能有效削减齿槽转矩,提高磁密幅值,增强磁密正弦性。     

有限转角力矩电机电磁转矩与霍尔感应磁场研究

永磁式齿槽式集中绕组形式有限转角力矩电机一般具有较小的气隙,进而可以增加电机的气隙磁密幅值,提高力矩输出能力。根据这一优势,通过理论设计和有限元仿真软件设计出一种符合基本性能要求的旋转式直驱阀有限转角力矩电机,并研究了充磁方向、斜槽对齿槽转矩和输出转矩的影响,从而达到抑制转矩波动、改善转矩波形的目的。根据线性霍尔具有体积小、反馈信号线性度好等优点,选用线性霍尔接收信号,并研究霍尔位置和偏心距对霍尔波形畸变率的影响。研究表明,对霍尔波形进行优化后成功将谐波畸变率从最初的4.9%降低到0.1%以下,这在工程研究领域具有重要参考意义。     

低速直驱外转子永磁同步电机的设计

永磁同步电机具有转矩密度高、功率因数高的特点,极对数的增加也不会降低功率因数,但齿槽转矩的存在,影响输出转矩的稳定性。本文设计了一台72槽60极400kW的直驱外转子永磁同步电机,利用ANSYS Maxwell建立的二维有限元仿真模型,分析空载反电势、齿槽转矩、气隙磁场、同步电感和负载转矩,验证了电机结构和参数的合理性。重点研究了齿槽转矩和转子损耗的优化,采用优化定子齿槽宽度和开辅助槽的方法,削弱齿槽转矩,采用转子磁极分块的方法,限制涡流通过路径,以降低转子损耗。仿真结果表明,所设计的电机能够满足性能指标,为电机的设计、齿槽转矩和转子损耗的优化提供了依据。     

关于小型三相鼠笼型异步电动机附加损耗与转矩曲线的计算

小型三相鼠笼型异步电动机的定子绕组在气隙空间产生相带谐波磁场和磁势齿谐波磁场,转子绕组也产生一系列磁势谐波磁场,此外,由于气隙两旁存在齿槽,使气隙不均匀,结果形成磁导谐波磁场,它们在电机的定转子表面及绕组中产生高频附加损耗,还在电机中产生谐波转矩。本文介绍上述磁场的各种表达式,叙述了表面涡流损耗、表面磁滞损耗、脉振损耗、转子谐波电流损耗以及谐波转矩的计算公式。     

数值解析结合法提高电机磁场后处理计算精度

气隙磁场对电机的性能分析十分重要，但是气隙网格的存在使电机磁场后处理计算难以达到满意的精度。采用数值解析结合法计算旋转电机磁场，气隙内无网格，转子可以自由转动，能方便地计算电机感应电动势和电磁转矩，并能容易地找到齿槽定位转矩的最大值，计算精度也相应提高。计算了一台非均匀气隙各相解耦永磁同步电动机的感应电动势和齿槽定位转矩，电动势波形和实验波形取得很好的一致，证明了方法的正确性和有效性。     

采用新型磁性槽楔的永磁同步电机分析

针对磁性槽楔能够改善电机气隙磁导波形,减小气隙磁密谐波,削弱电机齿槽效应,从而减小电机损耗和转矩波动,提高电机效率的优异特性,提出一种新型的叠片式磁性槽楔。该结构能够进一步优化开口槽电机的气隙磁密波形,降低齿槽转矩,减小电机损耗,同时又不会影响电机定子槽漏抗。本文用解析法分析磁性槽楔磁导率对于气隙磁密谐波以及定子槽漏抗的影响,通过一台130kW的永磁同步电机模型,运用有限元仿真分析比较叠片式磁性槽楔与普通磁性槽楔的电气性能。     

基于气隙磁场重构的永磁电机转矩脉动抑制研究EI北大核心CSCD

永磁电机的齿槽转矩引起转矩脉动,影响电机系统的低速性能和控制精度。该文建立齿槽转矩与气隙磁场谐波的模型,分析低次谐波磁场对齿槽转矩的影响规律,揭示齿槽转矩产生机理。通过部分磁极反余弦削极技术重构气隙磁场波形,抵消3、5、7次谐波磁场引起的齿槽转矩,实现电机齿槽转矩的抑制。与现有减小齿槽转矩的方法相比,所提方法通过间接控制气隙磁场减小齿槽转矩。通过有限元法对所提的方法进行验证,并研制1台12槽8极部分反余弦削极转子永磁电机,进行相关测试。     

转子静态偏心的表面式永磁电机齿槽转矩研究

齿槽转矩是永磁电机研究的重要内容之一。在实际生产中，由于偏心，不同程度的存在气隙不均匀的情况，势必影响气隙磁场分布，进而影响齿槽转矩的大小。该文基于能量法和傅立叶变换，给出了齿槽转矩的定性解析表达式，研究了转子静态偏心对永磁电机齿槽转矩的影响。研究表明：偏心对极数和槽数组合满足特定条件的电机的齿槽转矩的大小和分布影响较大，对不满足该特定条件的影响很小。最后文中给出了相应的判断标准，并利用有限元法进行了验证。     

内置式“V”型永磁同步电动机的转子结构优化

为了使整数槽内置式"V"型永磁同步电动机平稳运行,本文采用磁极偏移和转子偏心相结合的方法来降低电动机的齿槽转矩。基于Maxwell 2D对磁极偏移角度和转子偏心距进行扫描,得到最佳偏移角度和偏心距,这样为永磁同步电机降低齿槽转矩提供了一种可靠的方法。最后试制样机,通过和原先电机对比分析可知,电机的电气性能得到改善。     

风机用外转子永磁同步电动机的优化分析

为了削弱风机用外转子永磁同步电动机的齿槽转矩,使其性能得到改善。根据永磁同步电动机产生齿槽转矩机理进行分析得知,通过采用不等厚永磁体和对极弧系数进行优化,可以有效降低永磁电机的齿槽转矩。本文以一款24槽8极风机用外转子永磁同步电动机存在较大的齿槽转矩为例,基于Maxwell 2D建立该款电机有限元模型,将磁钢的偏心距和极弧系数分别设为变量,进行扫描分析,仿真结果表明,在合理的范围内,存在一个最优的偏心距和极弧系数使该款电机的齿槽转矩得到明显削弱。因此,本文为降低风机用外转子永磁同步电动机的齿槽转矩在理论上提供了较高的参考价值。