新型横向磁场永磁同步电动机电感参数计算与功率因数分析

由于横向磁场永磁同步电动机具有低转速、高转矩密度的特点,在推进电机领域被广泛研究。提出了一种新型结构的横向磁场永磁同步电动机;利用电磁场有限元数值计算对该电动机的电感参数进行了求解和分析。结合新型横向磁场永磁电动机的结构和参数特点,分析了电动机功率因数与其参数的关系。实验结果验证了分析结果的正确性。     

新型永磁球形步进电动机结构参数及转矩特性的计算与分析

介绍了一种新型永磁球形步进电动机的结构、工作原理,对电机的结构参数进行了深入分析。针对目前此类球形电机转矩计算的困难,基于麦克斯韦张量法推导并建立了有效的电机转矩计算模型,运用该方法对已知的电机模型进行分析,获得了典型的转矩特性。在此基础上对影响电机电磁转矩的主要结构参数进行了研究,并对典型的电机单步响应过程进行了仿真分析。通过合理设计电机的结构参数和电磁参数,可有效提高电机输出转矩,降低转动惯量,提高电机响应特性。所得结论为永磁球形步进电动机进一步的设计和优化提供了理论依据。     

永磁同步电动机转子优化设计与研究

对内置式永磁同步电动机转子结构进行优化设计,目的是在电势常数受约束的条件下,使得单位电流下的峰值转矩最大。为减少有限元计算工作量,首先求得特定转子位置电枢绕组的直轴与交轴电感,以及空载磁链参数,随后根据dq系统数学模型求得给定电流时的最大转矩和对应的电流相位角,随后在该电流相位角附近用瞬态有限元方法精确计算电机的最大转矩。总结了永磁转矩分量和磁阻转矩分量随转子设计参数的变化规律,最终的优化方案使峰值电流减少了3%。     

切向内置式高速永磁电动机转子结构优化研究

针对小功率高速永磁电动机,为满足高速电动机转子结构的应力要求,并简化电动机的生产工艺,提出了一种基于梯形永磁体的切向内置式转子结构,在满足电动机基本设计要求的前提下,对电动机转子相关结构参数进行了优化设计。采用有限元仿真方法,详细地分析了极弧系数和转子表面结构对齿槽转矩、平均转矩和转矩脉动的影响规律,并对转子的结构应力进行了校核。研究表明,该转子结构可有效简化电动机的生产工艺,总结了部分参数对电动机转矩性能的影响规律,并通过对转子结构的优化,有效地减小齿槽转矩以及转矩脉动。     

减小齿槽转矩的永磁电动机槽口优化设计

齿槽转矩是永磁电机最重要的参数之一,它的存在会造成电机的转矩波动、振动和噪声。采用一种简单的转矩计算模型,即一个磁极中心经过一个槽口所产生的齿槽拉力波形的移相叠加来近似整个永磁电机的齿槽转矩;利用此模型对永磁电机槽口进行优化设计,使得齿槽转矩通过叠加抵消达到最小化;最后用有限元分析法设计了一台面贴式永磁无刷电动机,对该模型进行了验证。     

低齿槽转矩的表面式永磁同步电动机优化设计

为了设计一款9槽6极低齿槽转矩的表面式永磁交流同步电动机,首先应用有限元软件分析了电机的磁钢偏心距、极弧系数和定子铁心槽口宽度等参数对齿槽转矩和反电势的影响,分析表明优化设计以上参数可有效削弱永磁交流同步电动机的齿槽转矩。然后分析出齿槽转矩波形的主要谐波分量,选择合适的磁极错移角进一步削弱齿槽转矩。最后通过对样机进行测试,表明该电机齿槽转矩得到了有效削弱。     

两相开关磁阻电动机转矩特性的研究

研究了两相开关磁阻电动机的转矩特性以减小转矩波动。首先通过推导近似转矩数学模型，进而通过磁场有限元计算得到了两相开关磁阻电动机的较为平滑的固有矩角特性。在磁场计算的基础上，对两相开关磁阻电动机的转矩特性进行了仿真计算。样机实验验证了计算及仿真结果。结果表明，两相开关磁阻电动机可以在较宽的转速范围内保持连续的转矩特性。     

基于ANSYS的开关磁阻电动机径向力计算及二次开发

针对开关磁阻电动机双凸极结构的特点，系统阐述了用Ansys对电动机进行有限元分析的前处理、求解和后处理以及二次开发的关键步骤；给出了Ansys下磁阻电动机径向力和转矩的计算方法，分析了不同的定转子极弧角度对电机径向力和转矩特性的影响。通过二次开发，为该型电动机的优化设计打下了良好基础。     

基于解析法的表贴式永磁同步电动机电磁场与齿槽转矩的分析

永磁电动机由于结构简单、运行可靠等优点得到了广泛的应用。然而电动机开槽会改变电动机的结构和磁路,导致气隙磁场发生畸变,同时还会产生齿槽转矩,引起噪声和振动。齿槽作用下的电磁场分布可以用有限元法解决,但该方法计算周期较长,计算结果对剖分比较敏感,相较之下,解析法计算时间短,且能给出电动机性能与设计参数之间的数学关系。针对齿槽作用下的表贴式永磁同步电动机的空载磁场,本文提出了一种基于精确子区域方法的解析模型,计算了空载磁场的径向磁密和切向磁密,并根据麦克斯韦应力法得到齿槽转矩,最后经有限元仿真验证了该方法的准确性。     

基于梯形波相电流驱动的六相交流感应电动机性能

为了实现六相感应电动机的励磁磁场和电磁转矩直接控制,提出了梯形波相电流来驱动六相交流感应电动机,并对其性能进行研究.首先采用理论分析和有限元分析对气隙磁场和电动机的电磁转矩进行了计算.其次,利用所构建的六相电动机的实验装置对理论分析结果进行了佐证.该六相电动机控制策略的最大优点是可以实现励磁磁场和转矩电流的直接控制而不需要派克变换,另一个优点是通过六相定子分布,合成的磁场电流可以产生一个近似的方波气隙磁场,使电磁转矩的输出得到极大的提高.     

考虑磁路交叉饱和的内置式永磁同步电动机调速控制

内置式永磁同步电动机由于在结构上气隙小,交直轴电感参数差异大,因此其控制性能受参数影响敏感.由于内置式永磁同步电动机的这个特点,它在其整个控制区域,即恒转矩区域和弱磁运行区域,都必须要考虑磁路交叉饱和对电机参数的影响.文章建立了考虑交叉饱和的永磁同步电动机暂态有限元模型,通过有限元模型和修正的电感计算方法对考虑交叉饱和情况下的电机d轴和q轴电感进行了分析计算.并利用有限元模型对电机最佳电流控制角、输出转矩及弱磁控制性能等进行分析.最后用求得的电感参数用于控制并与直接采用有限元方法的分析结果进行比较验证,实验结果表明两者完全吻合.     

无刷直流电动机的磁场分析和计算

应用有限元分析软件ANSYS5．6的电磁场分析功能，对用于电梯曳引机无刷直流电动机的磁场进行了计算和分析，得到了该无刷直流电动机负载时的磁力线分布图，以及转矩曲线。这些数据为该型无刷直流电动机的设计制造提供了依据。     

电动机工作特性的计算机仿真

计算电动机的工作特性可以运用有限元方法解出气隙的磁密,进而计算电动机的定子电流、功率、电磁转矩等;这样计算较复杂,占用计算机的内存较大,因此本文采用了电动机正常运行时的数学模型,即三相异步电动机的T型等效电路(如图1所示)。     

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.     

定子铰链式无刷电动机的特点及其性能

介绍了一种便于规模化生产的定子铰链式结构无刷电动机及其特点,利用有限元仿真软件对电机参数进行了合理设计,从而获得了正弦性较好的反电势波形,并通过有限元仿真计算了电机转矩波动。试验结果表明,该电机采用正弦波电流驱动控制,具备了较好的伺服控制性能,为不同精度的伺服驱动应用场合提供了一个选择。     

定转子结构参数对无刷直流电机转矩波动的影响

无刷直流电动机具有体积小、功率密度高、调速性能好等优点,广泛用于航天、航空、兵器等领域。本文对电机转矩波动产生的原因进行分析,并对影响转矩波动的参数进行分析。通过更改极槽配合、极弧系数、槽口宽、斜槽等参数,建立不同的电机模型,使用有限元分析软件进行仿真计算,得到电机齿槽转矩的变化情况。根据计算结果,得到降低电机转矩波动的方法,为电机设计提供参考依据。     

双层转子异步电动机电磁转矩计算的新方法

提出了一种关于双层转子异步电动机电磁转矩计算的新方法，抛开了多年来实心转子异步电动机研究中一直遵循的等效电路理论，不经转子分布参数的求取环节，运用数值计算的手段，在涡流场的数值计算之后直接由场量求取电磁转矩     

确定堵转参数的时步有限元仿真堵转试验方法

异步起动永磁同步电动机堵转参数包括堵转转矩和堵转电流,是评价电机起动性能的重要指标。针对异步起动永磁同步电动机堵转参数计算不准的问题,在分析了堵转时电机各转矩分量的基础上,采用时步有限元仿真电机的堵转试验,并通过合理地处理堵转参数曲线,得出电机的堵转参数。分别计算了5台异步起动永磁同步电动机的堵转参数,对比试验值,堵转转矩误差在10%以内,堵转电流误差在15%以内,证明了该计算方法可以满足工程需要。     

基于改变定子齿槽参数的异步起动永磁同步电动机齿槽转矩削弱措施研究

齿槽转矩是永磁电机的共有问题,是该类电机设计中需要重点考虑的问题之一。异步起动永磁同步电动机能够利用笼型转子产生的异步转矩实现自起动,齿槽转矩的存在会对电机的运行产生不利影响。研究了通过改变定子齿槽参数削弱异步起动永磁同步电动机的齿槽转矩,分别推导了改变定子齿宽、定子不等齿宽配合及定子不等槽口宽配合时的齿槽转矩解析表达式,给出了相应地能有效削弱电机齿槽转矩的定子齿槽参数确定方法。有限元计算结果表明,上述措施能有效削弱异步起动永磁同步电动机的齿槽转矩,并且不会对电机性能产生较大影响。     

低速大转矩永磁同步电动机转矩特性研究

正低速大转矩永磁同步电动机具有低速运行,输出转矩大的特点,能使电动机与负载直接相连,省去了中间过渡环节,有效地提升了系统效率。针对所设计电动机输出转矩不够大,效率低的问题,首先推导了输出转矩的公式,研究了影响电动机输出转矩大小的因素。其次,研究了影响电动机转矩脉动大小的参数。借助有限元仿真软件,分析了不同极槽配合时电动机的输出转矩大小和效率的变化情况,同时对不同极槽配合时电动机的转矩脉动变化情况进行了研究,综