磁通反向直线旋转永磁电机三维非线性等效磁路模型分析

该文通过在三维磁路结构中增加可变磁阻单元,建立磁通反向直线旋转永磁电机的三维非线性等效磁路模型,首先采用磁节点法推导此电机定子、动子的磁阻表达式;其次采用二维有限元法确定可变磁阻单元磁阻的变化规律,其磁阻值随动子的直线和旋转运动位置的不同从0到无穷大周期性变化;然后采用分割的方法推导电机气隙磁导的表达式;最后通过迭代的方法对其空载气隙磁通密度等电磁特性进行计算分析,与三维有限元法相比,计算时间大大降低。此模型可以将定子铁心材料的饱和、永磁的局部漏磁、极间漏磁考虑在内,其反电动势、齿槽转矩/直线定位力的计算结果与三维有限元法和实验测量的结果基本保持一致,验证了此等效磁路模型的正确性和有效性。     

双凸极变速永磁电机的变结构等效磁路模型

建立了双凸极变速永磁电机的变结构等效磁路模型,推导了气隙比磁导计算公式,通过求解所建立的非线性等效磁路方程,以计算电机的静态特性,计算中计及铁磁材料的非线性以及永磁磁场与电枢反应磁场之间经影响。通过引入适当的修正系数,使计算结果与有限元结果吻合。以新提出的12／8极双凸极永磁电机为算例,对电机的永磁磁链,空载电势,电感等静态特性进行了全面的分析计算,并考虑了转子斜槽对静态特性的影响,所得结果与实测值一致,表明该文所提出了作方法可以快速、有效地分析计算双凸极永电的磁场及静态特性,适合于需要考虑不同结构参数对电机特性影响的应用场合,如优化设计等。     

混合励磁磁通切换电机等效磁路模型

混合励磁磁通切换电机（flux-switching hybrid excitationmachine,FSHM）是一种新型定子励磁型交流无刷电机,具有磁链双极性、结构简单、功率密度高、运行可靠等优点。改变电励磁绕组电流的大小和方向,实现了对永磁气隙磁场的有效调节与控制,而引入导磁磁桥可提升气隙磁场调节范围。以建立电枢绕组磁链最大位置的等效磁路模型为切入点,推导了峰值磁通表达式,探索了磁桥段相对磁导率的估算方法,结合有限元仿真分析了磁桥厚度变化与磁桥式FSHM初始气隙磁密、磁桥磁密、气隙磁场调节能力、磁力线路径转移等特性的关系。样机的有限元仿真及实验结果与等效磁路模型预测趋势基本一致,验证了建模方法与理论分析的正确性,可用于指导磁通切换电机的设计与性能分析。     

磁通反向电机的发展及研究概况

介绍一种新型双凸极永磁电机——磁通反向电机(FRM)。该电机的永磁体放在定子齿表面,永磁体安装简单且适于高速运转;定子集中绕组中的磁通呈双极性变化,其功率密度比传统的双凸极永磁电机(DSPM)要高。简单介绍该电机的工作原理和特点,概述该电机的发展和研究概况。     

新型盘式横向磁通永磁无刷电机的变网络等效磁路模型

针对所提出的新型盘式横向磁通永磁无刷电机的磁路特殊性,建立了简化的变网络等效磁路模型。基于该磁网络模型,无需求解节点方程组,便可直接得到定子绕组磁链,并由此计算了电机空载时永磁相电动势波形及负载时电磁转矩波形。将这些解析计算结果与样机电机的3-D FEM计算结果及试验结果进行了比较,验证了所建立的变网络等效磁路模型及由此进行电机性能计算方法的正确性。     

基于变网络等效磁路法的双凸极电机电感参数变化规律的分析

双凸极电机是一种新型的电机,它的电感参数对分析它的基本理论和运行特性至关重要。本文对三相电励磁的双凸极电机建立变网络等效磁路模型。在考虑励磁磁场和电枢磁场相互作用以及磁路饱和的基础上,利用该方法可以计算在任意转子位置、任意电枢电流、任意励磁电流下任一绕组自感和绕组之间互感。该计算结果和电磁场有限元分析结果进行比较,验证了该方法的正确性。最后,得到了不同情况下该电机电感参数变化的一般规律。     

轴向磁通永磁同步电机快速等效磁路分析

轴向磁通永磁同步电机具有轴向长度短、结构紧凑、体积小、转矩密度高等特点。然而其磁场为三维磁场,模型过于复杂,难以直接运用经典解析法进行快速求解与计算。为快速完成轴向磁通永磁同步电机的前期估算,文中提出一种简化等效磁路模型来快速计算轴向磁通永磁同步电机的基本性能。该磁路模型通过合理的等效,将三维轴向磁通永磁同步电机模型转化为多层二维等效模型,进而运用等效磁路法和叠加法实现电机性能的计算。最后,以10极12槽双定子单转子轴向磁通永磁同步电机为例,运用文中所述模型计算其气隙磁密,永磁磁链和空载反电动势并对不同分层数的电机模型进行了有限元的仿真。结果表明,本文等效磁路模型的计算精度与三维有限元法相近,且耗时极短,更有利于该类电机的工程初算。     

一种新型的双凸极永磁电机

本文介绍一种新型双凸极永磁电机--磁通反向电机(FRM).该电机的永磁体放置在定子齿的表面,永磁体安装简单且适于高速运转;定子集中绕组中的磁通呈双极性变化,其功率密度比传统的DSPM电机要高.文中对其基本结构、工作原理及特点作了分析.     

一种分析双凸极电机非线性磁路的新方法

提出了双凸极电机非线性磁路的简化分析方法,即1/4回路磁通法。该方法可以在任意转子位置、任意励磁电流和电枢电流下求得各支路的磁通。与变网络等效磁路法相比,该方法形成非线性方程组维数少,节省计算时间。与有限元法计算结果和实验结果比较表明该算法具有较高的精度。     

一种新型的双凸极永磁电机

本文介绍一种新型双凸极永磁电机——磁通反向电机(FRM)。该电机的永磁体放置在定子齿的表面，永磁体安装简单且适于高速运转；定子集中绕组中的磁通呈双极性变化，其功率密度比传统的DSPM电机要高。文中对其基本结构、工作原理及特点作了分析。     

基于等效磁路法的轴向永磁电机效率优化设计

针对双转子单定子模块化轴向永磁电机的磁场和性能计算,基于等效磁路法提出一种快速计算模型,探讨了定子内外径、永磁体轴向长度、气隙长度等参数对电机损耗和效率的影响。针对一台30k W定子模块化轴向永磁电机进行了效率优化设计,进一步利用所提出的等效磁路模型计算了电机气隙和定子齿的磁通密度波形、感应电动势等。该模型考虑了磁路饱和、电枢反应、漏磁通以及定转子相对运动的影响,将计算结果与有限元法进行对比,验证了模型的正确性与优化设计的有效性。     

永磁机构操作线圈等效电路的建模

从电路角度分析了永磁操动机构的线圈电流波形与动铁心行程间的关系,采用分段线性化的思想,建立了操作线圈的两种等效电路模型。根据实际机构仿真设计中给出的操作线圈电流波形计算出模型中各段电路参数,并对线圈中的电流波形进行了拟合。将其与同一机构的仿真设计波形和操作实验结果进行比较后证明,用这种方法建立电路模型、计算电路参数是正确可行的。所提出的电路模型可用于永磁机构操作控制器中线圈电路的仿真设计,特别是选择电力电子器件及其保护电路参数。     

无刷双馈磁阻电机的等效电路与稳态特性分析

无刷双馈电机的定子具有极数和供电频率皆不相同的功率绕组和控制绕组,难以采用传统感应电机的等效电路进行稳态特性分析。根据两套定子绕组的电磁耦合关系特点,提出一种基于频率归算而无需进行极数归算的无刷双馈磁阻电机的等效电路。该等效电路与传统感应电机等效电路具有相似的形式,可用于无刷双馈电机稳态特性分析。文中介绍了采用该等效电路对一台5kW轴向叠片磁阻转子无刷双馈电机的稳态特性分析。仿真结果与实验结果相吻合,从而证明了所提出的磁阻转子无刷双馈等效电路的正确性和实用性。     

整距绕组双凸极永磁电机相电流驱动开关控制策略

整距绕组双凸极永磁电机(FMDSPM)具有高空间利用率,结构紧凑,高扭矩密度,低扭矩波动以及坚固的特征,其相绕组电流开关控制策略具有独特的特征。以6/4极FMDSPM电机为例,给出理想磁链分布和电流开关状态,得出驱动开关电路开关通断模态的四状态控制法。通过非线性模型分析和测试,其反电动势得到验证,通过动态模型分析,两相FMDSPM相绕组电流开关通断控制策略的有效性得到验证。     

混合式磁路结构的稀土永磁同步电机磁路计算

永磁电机中采用混合式磁路结构能有效地提高气隙磁通密度。本文从理论上分析了用等效退磁曲线计算混合式磁路结构永磁电机磁路的可行性；实例计算结果能满足工程要求。     

一种新的永磁双凸极电机非线性磁链电感建模方法

永磁双凸极电机(DSPM)是一种新型的交流无刷电机，其结构简单、可靠性高、功率密度高、高速性能好，因此在电动汽车和航空工业等领域有着广阔的应用前景。但DSPM磁链和电感均为非线性函数而无法采用常规的方法建立其精确的数学模型。文中采用二维电磁场有限元法对1台6/4 极永磁双凸极电机进行了精确分析计算，得到了电机的静态特性；利用正态概率密度函数(NPDF)的特点建立了DSPM电机磁链和电感的非线性模型，获得了很高的模型精度。将仿真分析结果与实验结果进行了对比，验证了所建模型的精确性、有效性及方法的可行性。NPDF建模法为DSPM系统的设计、分析建立了基础。