一种新型无轴承无刷直流电机电磁性能的有限元分析

将磁悬浮技术引入传统无刷直流电机中得到了二自由度无轴承无刷直流电机,从而实现了无刷直流电机的更高转速运行。针对所采用的新型绕组结构,深入分析了电机悬浮力的产生机理,并运用Ansoft/Maxwell软件对电机电磁性能进行了有限元分析,通过对仿真结果的研究,确定了磁饱和对电机悬浮力产生的影响及转矩绕组电流与悬浮绕组电流的最佳取值范围,并验证了所设计无轴承无刷直流电机的自解耦特性,从而证明该新型无轴承无刷直流电机设计方案的可行性,降低了其控制系统的设计难度。     

新型轴向磁通双凸极无刷直流电机研究

针对传统开关磁阻电机存在输出转矩低的问题,本文介绍的新型轴向磁通双凸极无刷直流电机是一种在传统无刷直流电机的基础上结合开关磁阻电机的工作特性,用通电激磁线圈实现增磁、弱磁,控制输出转矩扩大电机调速范围作用的新型电机。在阐述新型电机结构和工作原理的基础上,分析了新型电机极弧的适用范围和激磁线圈调磁能力,并详细比较了新型电机与传统开关磁阻电机励磁方式及电磁转矩的差异。仿真结果表明,新型轴向磁通双凸极无刷直流电机的输出转矩有一定程度的提高。     

环状永磁转子直流无刷电机特性对比分析

建立环状永磁体转子无刷直流电机磁场解析模型。利用分离变量法求解模型中标量磁位的拉普拉斯方程与泊松方程,从而得到了电机的气隙磁密解析解,并与有限元仿真结果对比,验证了模型准确性。利用上述解析结果分别建立了环状转子与分块状转子无刷直流电机模型,对比分析了在外形尺寸和空载气隙磁密相同条件下,两类无刷直流电机的感应电动势、电磁转矩及其波动、转矩系数以及材料成本等特性,为该类电机设计及应用提供了良好的理论基础。     

基于有限元的永磁无刷直流电机转矩优化设计

在分析永磁无刷直流电机电磁转矩的基础上,以抑制电机转矩脉动为目标,提出了有限元与最小二乘支持向量机( LS-SVM)及粒子群优化算法相结合的永磁无刷直流电机设计方法,建立了永磁无刷直流电机有限元模型.经有限元计算分析,得到了极弧系数、永磁体厚度和气隙长度对电机转矩脉动的影响曲线,生成了LS-SVM训练样本,经训练得到了永磁无刷直流电机LS-SVM模型,通过有限元计算和LS-SVM模型拟合结果的比较,验证了模型的准确性.利用粒子群优化算法对永磁无刷直流电机LS-SVM模型进行优化,得到了极弧系数、永磁体厚度和气隙长度的最优参数,经有限元计算结果验证了优化的有效性.     

盘式无铁心永磁无刷直流电动机设计

轴向磁通电机呈扁平型,具有结构紧凑、轴向尺寸小、功率密度大等优点。对一种无铁心轴向磁通永磁无刷直流电机进行参数设计与电磁仿真。基于ANSYS Maxwell软件建立起电机有限元分析模型,分析了电机在静力场的气隙磁场分布规律以及电机各部件的受力与转矩输出情况,并在瞬态场分析了电机的空载特性和动态特性。有限元结果表明:盘式无铁心永磁无刷直流电机在空载运行时,反电势为24.5V,齿槽转矩趋于0N·m;在外接控制电路以额定负载启动,电机在20ms后,转矩可稳定于12.21N·m,转速稳定于600r/min,额定输出功率为800W,符合设计要求。     

单相无刷直流电机双向起动分析

针对单相无刷直流电机的不对称结构造成的电机双向起动能力不同的问题,结合齿槽转矩及电磁转矩的建模分析,提出了一种起动控制策略。建立了具有渐变气隙的单相无刷直流电机的模型,基于能量法推导出了齿槽转矩的表达式,采用偏微分的方法推导出了电磁转矩的表达式,通过有限元分析验证了表达式的准确性。从转矩做功、动能变化的角度对电机双向起动过程进行了理论分析,得出了电机双向起动能力的差异性及产生机理,提出了一种转子重定位的起动控制策略,在搭建的单相无刷直流电机实验平台上验证了理论的正确性及控制策略的有效性。齿槽转矩及电磁转矩的离散化模型适用于计算机快速求解,转子重定位的控制策略能够解决单相无刷直流电机无法反向起动的问题。     

深海推进用充油式无刷直流电机的设计

设计了一种深海推进用6 k W充油式永磁无刷直流电机。介绍了充油式永磁无刷直流电机的结构特点,研究了电机主要尺寸的计算方法,电磁负荷的选取,定转子的结构特点及设计方法,永磁体的设计方法。根据深海潜水器的技术要求用等效磁路法初步确定永磁无刷直流电机的基本参数,再使用Ansoft Maxwell 2D建立了电机的二维有限元分析模型,分析电机在空载与额定负载情况下的性能。最后,分析了电机的齿槽转矩,给出了降低齿槽转矩常用的几种方法。     

一种新型低转矩脉动无刷直流电机的设计及其控制方式

提出了一种新型永磁无刷直流电机的设计及其控制方法。通过六相26极结构的解耦方式建立低转矩脉动永磁无刷直流电机数学模型,使每相可以进行并行的、相对独立的反馈控制。在MATLAB/Simu-link环境下对电机模型及其控制系统进行仿真研究,得到了电机正常工作时的转速及转矩响应波形。实验结果显示电机转速平稳,转矩脉动明显降低,从而验证了该种电机设计与控制方式的合理性和有效性。     

一种自动门用无刷直流电机优化设计

无刷直流电机作为自动门的关键部分,要求功率密度高,响应速度快,控制灵活方便,使用安全可靠,价格低廉,然而自动门用无刷直流电机本体设计存在着非线性等问题.因此,先采用差异进化算法对电机进行了整体设计,然后采用扰动法进行局部优化,以节约设计时间,提高设计效率.采用基于Ansoft有限元分析软件的电磁场数值计算方法对样机进行分析.仿真结果及试验数据表明,电机响应速度快,转速稳定,符合设计要求.     

一种新型低转矩脉动无刷直流电机的设计及其控制方式

提出了一种新型永磁无刷直流电机的设计及其控制方法。通过六相26极结构的解耦方式建立低转矩脉动永磁无刷直流电机数学模型，使每相可以进行并行的、相对独立的反馈控制。在MATLAB／simulink环境下对电机模型及其控制系统进行仿真研究，得到了电机正常工作时的转速及转矩响应波形。实验结果显示电机转速平稳，转矩脉动明显降低，从而验证了该种电机设计与控制方式的合理性和有效性。