新型抽油机用盘式永磁电机的磁场与力特性

为了提高传统游梁式抽油机的效率并简化系统结构,提出了用盘式永磁电机直接替代原系统的三相感应电机及减速机构,新系统采用背靠背双盘式永磁电机直接驱动连杆.考虑盘式永磁电机磁场分布的特点,采用三维有限元方法分析了该电机一对极下气隙中的磁通密度,计算了空载电动势、转矩与轴向吸力,其中电机转矩和空载电动势与样机实验值相吻合,证明了三维有限元分析的结果比传统设计方法更准确.研究表明,盘式永磁电机驱动的新型抽油机结构简单,效率高,并能够在低速时提供大转矩,有利于抽油机的起动.     

新型盘式横向磁通电机三维等效磁路研究

横向磁场永磁电机具有低转速、高转矩密度特点,在介绍横向磁通永磁电机发展的基础上,针对电动车轮毂驱动设计一种新型盘式横向磁通电机,通过三维有限元和三维磁网络法分析了磁通磁阻,建立了磁路模型,研究新型盘式电机磁阻对气隙磁密的影响,并对样机气隙磁密分布进行计算,平均气隙磁密与有限元仿真分析结果基本一致。研究表明所提出拓扑结构的合理性和研究方法的正确性。     

轴向磁场永磁盘式交流电机的设计方法

介绍了一种新型的轴向磁场永磁盘式交流电机,对这种电机的设计方法进行研究,重点讨论该种电机的空载工作点、感应电动势、电磁转矩及电磁功率等设计计算方法.     

永磁转子偏转式三自由度电机建模与结构分析

针对以往研究中单层结构永磁转子三自由度电机转矩特性的不足,提出一种新型永磁"蝶形"转子偏转式三自由度运动电机,采用球坐标系下分离变量法和洛伦兹力法分别对电机气隙磁场和转矩进行解析建模,确定气隙磁场空间谐波含量和结构参数对基波磁通密度和转矩幅值的影响,同时进行三维有限元仿真分析.通过研究两种计算方法下气隙磁场、自转和偏转转矩的特点及规律,并进行对比分析.结果表明:"蝶形"永磁转子结构的气隙磁通密度分布和转矩特性优于单层结构,气隙磁通密度径向分量空间分布近似平顶波,转子中间层磁极的气隙磁通密度幅值最大,解析法与有限元法的计算误差均小于6.7%.     

永磁转子感应子式同步电动机的气隙磁场

本文提出了铝机壳永磁转子感应子式同步电动机的分布磁路线性模型。给出在轴向长度上气隙磁场分布的解析式,并用电阻网络模拟方法得到了和分析法相同的磁场分布。从理论分析得到的归一化曲线,可以用来计算电机轴向长度上的气隙最高磁密和等效磁阻。在设计这类电动机时,采用本文提出的设计判据,可以得到比较均匀的气隙磁场分布,从而可能进一步提高气隙平均磁密和改善电机的材料利用。     

永磁直线伺服电机的磁场分析及优化设计

介绍了一种圆筒型永磁直线伺服电机,电机次级采用轴向磁通结构,初级采用无铁心空心式绕组设计,完全消除了传统有铁心永磁电机固有齿槽效应所引起的推力波动问题.该结构电机的输出推力稳定性主要与电机气隙磁场分布的正弦程度有关,提高气隙磁场分布的正弦性是改善电机伺服性能的重点.通过对电机磁场进行有限元分析,研究了电机次级永磁体宽度和半径2个主要尺寸对气隙磁场分布的影响,并给出了这2个主要尺寸的最佳取值.经过优化设计,电机的气隙磁场分布得到了改善,磁场谐波分量大大降低,输出推力更加稳定,伺服性能得以提高.     

对转螺旋桨用永磁盘式对转电机磁场仿真分析

为了解决传统对转螺旋浆电力推进电机的成本高、定转子散热和输出转矩不平衡的问题,设计了一种新型结构的单定子、双转子永磁盘式对转电机。介绍了该电机的基本结构、运行原理和电机磁路特点,对电机内部对转磁场的耦合问题进行了分析,并引入等效磁路模型,同时给出了直角坐标系下,转子磁极表面的磁通密度公式,采用有限元法分析电机气隙磁场和平均半径处的气隙磁密。制造了一台盘式对转样机,并搭建试验平台测试了电机的三相感应电动势。测试结果表明：由于电机定子绕组端部长度的不对称,出现了三相感应电动势的不平衡现象。     

不同充磁方式的对转永磁电机气隙磁场性能研究

针对磁钢不同充磁方式对电机磁场性能影响不同,在对比分析径向充磁、平行充磁和Halbach磁体磁化强度分布的基础上,提出一种计算内永磁体转子和外永磁体转子对转电机气隙磁密的解析算法,该算法计算结果与有限元分析结果接近且趋势相同,是一种在电机设计前期预报气隙磁场分布的有效方法;利用解析和有限元相结合的方法研究了充磁方式对两种转子结构对转永磁电机气隙磁场的影响,结果表明外永磁体转子对转电机选择径向充磁能获得趋近方波的气隙磁密和较高的磁密峰值,适合无刷直流电机;内永磁体转子对转电机选择平行充磁可提高气隙磁密的正弦分布和得到较高气隙峰值;Halbach磁体的电机气隙磁密正弦分布程度高,谐波含量小,与平行充磁均适用永磁同步电机。     

径向充磁圆筒型永磁直线电机的有限元分析

圆筒型永磁直线电机作为线性驱动装置,需要从旋转运动到直线运动的机械结构转换,同时磁场沿轴向均匀分布,起动推力易受到电压波动的影响,因此其设计与分析的方法与传统的旋转电机有所不同.以Ansys软件为工具,对径向充磁圆筒型直线电机的磁场分布和电磁推力进行了计算,并将其计算结果与轴向充磁圆筒型永磁直线电机的计算结果进行了分析比较.结果表明,径向充磁圆筒型直线电机的控制平稳性能更高.     

面装极宽调制式永磁电机齿槽转矩研究

为了抑制面装式永磁电机的齿槽转矩,在对比了抑制齿槽转矩常用方法的基础上,提出永磁体正弦极宽调制方法,结合实例样机设计面装式永磁电机永磁转子极宽调制结构、尺寸和参数.利用有限元方法对传统面装式永磁电机和极宽调制式永磁电机内部电磁场进行计算,得到2种结构的永磁电机气隙磁场波形和齿槽转矩特性曲线;与传统面装式永磁电机相比,极宽调制方法可使气隙磁场波形正弦化程度提高38.98%;研制传统面装式永磁电机和极宽调制式永磁电机样机,并设计构建一个由角度传感器、扭矩扳手和样机电机组成的齿槽转矩实用测试系统,对2种不同结构样机的齿槽转矩进行了实验检测.对于2种实例样机,与传统面装式永磁电机相比,有限元分析计算结果和实验结果表明,正弦极宽调制方法可以使齿槽转矩分别降低30.5%和30.9%,可见永磁体正弦极宽调制方法是一种抑制面装式永磁电机齿槽转矩的有效方法之一.     

现代永磁电机发展趋势

阐述了现代永磁电机的发展趋势，指出了由于高性能永磁材料及大功率模块（ＩＧＢＴ）等的出现，永磁电机朝着大功率、高转速、大转矩，超微型和智能比方向发展     

混合动力汽车用复合结构电机及其关键技术发展

为更深入地了解混合动力汽车用复合结构电机的发展趋势和关键技术,对复合结构电机及其关键技术进行综述,简要分析了有刷、无刷两类复合结构电机的组成、工作原理及其拓扑结构,并对不同复合结构电机方案的优势及其存在的关键技术问题进行深入分析和总结.结果表明:基于复合结构电机的纯电气式混合动力方案不仅可以避免基于行星齿轮的机械式混合动力方案中的振动、噪声、磨损和定期维护等问题,而且具有结构简单紧凑、易于控制的优势.无刷复合结构电机去掉了有刷复合结构电机中的电刷滑环机构,提高了系统可靠性,因此复合结构电机无刷化是该研究方向的必然发展趋势.     

可调磁通电机系统及其关键技术发展

针对传统汽车工业发展面临的能源危机和环境污染等问题,为满足新能源汽车驱动电机在宽调速范围内高效率运行的需求,对可调磁通电机（variable-flux machine,VFM）系统及其关键技术发展进行综述.首先,介绍了可调磁通电机的应用背景与工作原理;之后,简要分析了各类可调磁通电机（包括交流调磁型、直流调磁型和机械调磁型）的拓扑结构和优缺点,总结了不同种类可调磁通电机的结构特点和设计方法;最后,针对可调磁通电机特殊的工作原理,以及电机在负载运行和在线调磁控制时对参数在线辨识、调磁电流控制和转矩波动抑制等方面的需求,总结了专用于可调磁通电机的控制策略（包括磁链观测器、电流与转矩控制策略以及调磁与调速控制策略）,分析了各种控制策略的理论依据、实现方法、系统框架及优缺点.结果表明:可调磁通电机能够调节电机气隙磁场强弱,从而扩宽电机的转速范围,同时提高电机在高速区的运行效率;采用先进的控制策略,能够实现电机的在线调磁及调速控制,并降低转矩波动和调磁损耗,保证系统高效、稳定运行.新型可调磁通电机系统的提出及相关技术发展,将使可调磁通电机系统在电动汽车、数控机床等领域得到更广泛的应用,是未来新能源领域重点发展的核心技术之一.     

电机暂态过程电磁场数值计算的一种新方法

为了应用有限元频域算法计算具有相对运动的电机时变电磁场,本文采用了有限元电机气隙单元算法,并对其作了改进,从而大大地减少了计算量,由于电机定、转子上的矢量磁位在频域内分布不同,本文提出了分区算法,解决了定子、转子相对运动时的频域计算问题,最后用—模拟发电机空载特性的计算与实验结果作了比较,对该算法进行了验证。     

基于CEEMDAN⁃SPSO⁃ELM的旋转电机滚动轴承故障检测方法

由于旋转电机滚动轴承振动信号存在不平稳、非线性的特征,传统时频分析法、小波分解法存在在信号分解过程中能量泄露、自适应能力差的问题,经验模态分解（EMD）法存在模态混叠等问题。提出一种基于噪声自适应完备总体平均经验模态分解方法（CEEMDAN）,利用具有麻雀捕食预警机制的粒子群算法（SPSO）优化极限学习机神经网络（ELM）的CEEMDAN?SPSO?ELM算法。利用所提方法对滚动轴承单一与多种损伤故障进行分析诊断,结果表明,所提算法具有有效性及诊断准确性。     

滑动式拉丝机基本参数的分析与计算

本文分析了滑动式拉丝机基本参数之间的内在联系。提出了一种计算基本参数的方法,即“道次函数法”。该方法通过在相邻道次最小出模线径之间建立一种合理的函数关系,来求得各道次的基本参数。文中给出了该方法的计算程序框图并进行了实例计算,结果表明,该方法与传统方法比较具有明显优越性。     

电选机电场计算的耦合法

本文用边界元一有限元耦合法解决了一类电场的计算问题。文中计算了在生产中广泛使用的一类电选机的电场。     

无刷永磁直流电机的绕组参数计算

绕组电感参数的准确计算对于永磁无刷直流电机的动态性能分析具有重要的意义,分别介绍了绕组电感参数计算的磁场分析法和磁场势磁导法,并结合具有内外转子不同结构的两种永磁无刷直流电机的应用实例,对比分析了两种电感参数计算方法的计算精度与实用性。     

d-q轴励磁的同步电机气隙磁场与电枢反应电抗的计算

本文介绍d—q轴励磁的同步电机气隙磁场与电枢反应电抗的计算方法。将电机一对极的磁路分成若干条小磁路,计算小磁路的磁化曲线。再按电机的磁势分布曲线,计算每条小磁路上的气隙磁密。然后用富里哀级数分解的方法,计算气隙的谐波磁密与磁通,进而得d、q轴的电枢反应电抗。考虑了隐极与凸极电机磁路的不同,也考虑铁心饱和的影响,它可以计算电机空载与负载下的气隙磁场与电枢反应电抗。     

削弱永磁风力发电机电势谐波的极宽调制方法

为削弱永磁风力发电机电势谐波的影响,提出一种极宽调制方法,通过优化发电机结构,提高气隙磁场的正弦化程度来改善发电机电势波形的质量.用ANSOFT软件分别对传统贴面式永磁发电机和新型极宽调制式永磁发电机进行有限元分析,研制了两种转子结构的永磁风力发电机样机,并构建电势波形检测系统进行实验研究.通过实验分析表明,有限元分析结果与样机实验结果一致,极宽调制永磁风力发电机能明显削弱电势谐波,从而证明了利用极宽调制方法削弱永磁风力发电机电势谐波是有效和可行的.