永磁爪极步进电机的分析

本文介绍永磁爪极步进电机的工作原理、磁路分析及转矩计算方法。文中给出了所研制的42BY001型永磁爪极步进电机最大静转矩的实测结果。     

纳米晶双相交换耦合稀土永磁材料在微特电机中的应用研究

讨论了纳米晶双相交换耦合稀土永磁材料应用于微特电机的和磁路元法计算了爪极式永磁步进电机的矩角特性曲线,分析了用该材料粘结磁体在爪极式永磁步进电机上替代烧结铁氧体永磁作转子时对电机矩角特性的曲线的影响。     

串联磁路混合励磁爪极同步发电机的结构设计

针对电励磁爪极电机效率低、永磁爪极电机磁场调节困难的问题,探讨一种新型串联磁路混合励磁爪极同步发电机,分析其结构及其工作原理,利用磁路计算方法和三维有限元的分析对电机进行了仿真,确定了合理的磁钢厚度和合适的极对数。     

混合励磁无刷爪极电机磁场三维有限元分析

提出了一种新结构混合励磁无刷爪极电机。电机的磁场由爪极极面上永磁片、爪极极间永磁片和无刷爪极转子上的电励磁绕组三部分共同建立。采用三维有限元方法对所提出的一台六对极新结构混合励磁无刷爪极电机样机的空载磁场进行了分析,给出了三维有限元分析模型,计算了不同励磁电流时的电机气隙以及铁心中的磁场分布,给出了不同电励磁电流时气隙和转子的磁场分布图。由此证明了通过电励磁电流的调节可方便地改变电机气隙磁密。     

永磁爪极步进电动机及其驱动控制系统的研究

本文针对永磁爪极步进电动机特殊的爪极结构，对其工作原理进行了分析，并分别对电机驱动控制系统各组成部分了阐述。     

电子膨胀阀用爪极步进电机数值优化研究

电子膨胀阀在变频空调系统中能精确调节制冷剂流量,有助于提高空调系统的能效和改善空调环境的热舒适性。研究电子膨胀阀用爪极永磁步进电机有助于提高电子膨胀阀稳定性和可靠性。对电子膨胀阀的电机力矩特性进行数值分析,在保持转子尺寸、通电电流和定转子之间气隙不变的前提下,通过改变爪极形状尺寸,分析了爪极形状参数对电子膨胀阀用爪极式步进电机自定位力矩和保持力矩的影响,认为在满足一定自定位力矩的前提下,保持力矩越大越好,并以此为基础对电机的爪极尺寸进行了优化,认为合理设计爪极尺寸参数,能够使电机的保持力矩和自定位力矩达到最佳,对电子膨胀阀步进电机的研究和设计有借鉴价值。     

新型混合励磁无刷爪极电机磁场调节特性的三维有限元分析

针对电励磁爪极发电机效率低、永磁爪极发电机磁场调节困难的问题,提出一种新型的混合励磁无刷爪极发电机,它采用无刷结构,励磁绕组通过励磁支架固定在端盖上,由永磁体和励磁绕组共同作用产生气隙磁场,永磁磁场与电励磁磁场为并联关系.文采用三维有限元法对电机的空载磁场分布及磁场调节能力进行分析,分析结果表明:新型混合励磁无刷爪极发电机具有功率密度高、高效、可靠性高、转速调节范围更宽等特点.     

微型永磁式爪极步进电机控制系统设计与实现

为实现对直径在5 mm左右的永磁式爪极步进电机的驱动控制。基于STM32F103C8T6主控芯片和TMC2660驱动芯片,设计了一套针对该电机的运动控制系统。控制芯片和驱动芯片之间利用SPI通信,实现对步进电机驱动电流、运动方向以及细分的设置。上位机基于CAN2.0通信协议完成对驱动器的参数修改配置,并且实现正反转、停车、定位以及回零等功能。利用S曲线控制算法,在细分的基础上对步进电机运动进行控制,实现电机的平滑启动与停止。经过实验验证该控制系统能够实现对微型爪极永磁式步进电机的运动控制,细分驱动可有效提升电机电流的正弦性。     

新型混合励磁无刷爪极发电机磁场调节特性的有限元分析

针对电励磁爪极发电机效率低、永磁爪极发电机磁场调节困难的问题,提出一种新型结构的混合励磁无刷爪极发电机,该电机由永磁体与励磁绕组共同作用产生电机磁场,通过改变励磁电流的大小和方向,可以实现电机磁场的调节,同时励磁绕组静止,取消了电刷-滑环结构,实现了无刷化,提高了发电机工作的可靠性。由于电机结构及磁路的复杂性,采用三维有限元法对电机的空载磁场分布及磁场调节能力进行了分析,分析结果表明:在结构参数相同的情况下,与电励磁爪极发电机相比,新型混合励磁无刷爪极发电机具有气隙磁通密度高、磁场调节范围宽和低速输出性能好的特点。     

爪极式单相永磁步进电机特性的数值计算与分析

介绍了一种特殊结构的单相永磁步进电机--爪极式单相永磁步进电机.电机采用轴向磁路结构,定子的内齿和外齿交错在一起构成爪极式结构.采用电磁场计算软件Flux3d对电机的矩角特性和定位力矩进行了计算,分析了参数变化对电机性能的影响,对电机的结构进行了优化设计.制造出样机并进行了实验,实验结果与计算结果相吻合.分析结果表明,采用定子磁极斜角的方案可以使电机具有自起动能力,合理设计极弧角等参数,能有效地提高电机的出力.     

真空干泵用爪极永磁电机设计与分析

轴向分段式爪极电机具有转矩密度高、结构简单、制造成本低以及节约材料等优点。设计了一台1.5 kW、9 000 r/min的轴向分段式爪极电机。对电机的电磁设计与温度分布进行分析，验证设计的合理性。对于爪极参数的选取，研究了爪极角与爪尖长度对电机转矩大小、转矩波动以及空载电动势的影响，给出了合适的选取范围。分析结果为新型真空干泵驱动电机产品开发提供了参考依据。     

爪极电机的三维有限元建模与仿真

针对爪极发电机复杂的内部磁场计算问题,该文利用Ansoft软件的Rmxprt模块生成某电励磁爪极发电机的三维有限元模型,并在Maxwell 3D中对模型进行了优化,结合电机绕组的电路模型,构建了电机三维瞬态仿真模型。在此基础上,对发电机的空载输出电压进行了仿真,仿真波形与实测空载电压波形符合较好,验证了模型的正确性。最后,利用Ansoft后处理功能,分析了电机气隙磁场分布特性。     

混合励磁爪极发电机的磁场调节特性分析

针对电励磁爪极发电机输出功率较低、永磁式爪极发电机磁场不可调节的缺点,研究了一种特殊结构的混合励磁爪极发电机。阐述了该发电机的结构组成、工作过程及磁场调节原理,利用三维电磁场有限元软件JMAG分析了其空载磁场分布情况及磁场调节特点。结果表明,与相同结构参数的电励磁爪极发电机相比,混合励磁爪极发电机具有更高的气隙磁通密度和更宽的磁场调节范围等优点,为进一步深入探索爪极发电机提供了一定的理论基础和技术参考。     

SURFACE LOSS REDUCTION IN GROOVED SOLID POLES

ABSTRACT

Surface loss due to higher harmonic magnetic flux in solid pole synchronous motor is generally quite significant. This loss is present in both synchronous and solid rotor induction motors. Grooving may be adopted as a method to reduce the surface loss of the solid pole. As the presence of the grooves on solid poles causes a part of the eddy current which is considered as an end effect problem, strictly theoretical solution of the problem is extremely difficult. In this paper loss equation of two layer rotor construction and approximate equation of the loss equation are analyzed.

If the depth of the groove is small compared with the depth of harmonic flux penetration, the part of the solid pole surface is considered partly to be the two layer rotor construction. Measured value of surface loss of grooved solid rotor is described and studied by considering the end effect. Correction cofficient k_r1, about the end effect is obtained by the experiment. The surface loss reduction factor is also obtained. This grooving technique is used for the solid pole synchronous motor and for the claw pole machine.     

新型永磁外转子爪极电机的特性仿真

为了研究具有特殊结构的新型外转子爪极电机的运行特性,在对电机的结构、材料、特点以及运行机理进行分析的基础上,利用有限元分析软件,建立了对电机进行三维电磁场分析的仿真模型。采用场路耦合分析方法,通过ANSYS和CASPOC系统仿真软件的耦合计算,得到了在发电和电动两种状态下的系统仿真特性。仿真结果表明,该种电机具有功率密度和转矩密度大的特点,在发电和电动状态都表现出良好的运行特性。     

车用爪极发电机电磁振动影响因素研究

针对某型车用爪极发电机的电磁噪声振动问题进行了分析和实验验证。推导出电磁力解析模型;定性分析电机负载、定子与转子同轴度、转子动平衡、爪极形状等方面对电磁力幅值的影响;装配相应参数的电机进行测试验证。结果表明,爪极式交流发电机电磁力会产生6kf(k=1,2,3,…)阶电磁振动,其中36阶最为明显。电机负载,定子与转子同轴度和爪极形状对36阶电磁振动有显著影响。该研究对车用爪极式交流发电机产生的电磁振动噪声优化具有一定的指导意义。     

New Hybrid‐Excited Motor Using Armature Windings as Field Flux Source

In this paper, a new hybrid‐excited motor is proposed. Its unique feature is that it has no field exciting coil, despite being a type of bypass yoke core (BYC) hybrid‐excited synchronous motor. Based on finite element analysis (FEA), the following facts are clarified. Since the stator coil magnetomotive force (MMF) and claw poles rotate at the same speed and in the same direction, they are motionless relative to each other. Since the claw poles are located at one of its ends near the BYC surface with a gap, it receives immovable magnetization by the stator coil MMF through the BYC; then the claw poles can supply a magnetic field flux via the BYC. This flux via the BYC increases the total torque, because its torque is added the two other torque components: the permanent magnet torque and claw poles reluctance torque. In addition, the magnetic polarity and the amount of the flux of the claw poles can be varied by controlling the armature current phase angle.     

一种单绕组双速感应电机定子绕组节能改造方案

在利用改进绕组设计对电机进行双速或多速节能改造时,存在一些特殊工况要求不同转速时的能效尽可能接近,这就需要对定子绕组进行特殊设计以实现2种转速条件下效率最优。针对该需求,对比了3种单绕组双速电机实现方案,对比发现反向换相法在2种极对数情况下均能保持较高的基波绕组系数,进一步利用有限元方法研究了不同节距和绕组匝数对电机运行性能的影响,并提出了最优的绕组设计方案。以1台5.5 kW、4极电机为例,利用所提方法进行4/6极绕组设计并进行试验验证,结果表明2种转速下电机效率基本一致,验证了所提设计方法的可行性及有效性。     

增安型2/4极双速高压箱式空-水冷三相异步电动机

论述了增安型2／4极双速高压箱式空．水冷却三相异步电动机的设计，介绍了YAKS 630-2／4极电动机的型式试验结果，并对电磁、结构设计、冷却方式及附属监控设备等要点进行了论述。     

外永磁转子横向磁通爪极电机研究

为了解决外永磁转子爪极电机漏磁较为严重的问题,提出了一种新型结构的外永磁转子横向磁通爪极电机。在对该种电机的结构、特点、材料以及运行机理分析的基础上,首先采用常规的等效磁路分析方法,建立了该种电机的等效磁路模型,并推导出各部分的磁阻和电抗的计算公式;然后利用有限元分析软件,建立了该种电机三维电磁场分析的仿真模型,并对电机内部磁场分布加以分析研究,且计算得到了电机的空载漏磁系数;最后给出了该种电机的气隙磁密及空载电动势波形。结果表明该新型结构电机具有良好的特性,也为该种电机的深入研究奠定了技术基础。