大功率中速永磁风力发电机设计及性能研究

提出了一种基于ANSYS Maxwell 2D等效磁路法的电磁仿真和工程热分析相结合的电机设计方法。通过Maxwell 2D对4.8 MW中速永磁风力发电机进行设计,为了进一步研究发电机的运行特性,建立了永磁发电机有限元分析计算模型。对发电机的空载、额定负载和短路性能进行仿真分析计算,获得各工况下的电流、反电动势和电磁转矩等波形,并且采用热路法对电机各部分温升情况进行计算。仿真计算结果表明该发电机设计合理,各项指标均符合要求。电磁仿真和工程热分析相结合可以更加准确地指导电机设计,为发电机的电磁设计和结构优化提供理论依据。     

基于Maxwell 3D的开关磁阻平面电动机仿真研究

开关磁阻平面电动机结构简单、运行可靠,但其双凸极结构使磁路非线性非常严重,给磁路分析乃至控制带来很大困难.利用Maxwell 3D电磁场分析软件,采用有限元方法对开关磁阻平面电机进行静态电磁特性仿真分析;绘制出电磁推力特性曲线和磁链特性曲线.仿真结果可以用于指导该电机及其控制系统的设计和优化.     

三相6/4极开关磁阻电机参数设计与有限元分析

分析了三相6/4结构开关磁阻电机结构和工作原理,给出了其数学模型。详细介绍了开关磁阻电机参数设计方法,并给出一台3 kW三相6/4结构开关磁阻电机实验样机参数。利用有限元分析软件Ansoft/Maxwell对该样机的矩-角特性和磁路结构进行了仿真分析,并进行初步实验研究,仿真和实验研究结果验证了参数设计方法的正确性。     

基于Maxwell 12的稀土永磁同步电机设计优化

针对传统的场路耦合法设计,永磁同步电动机磁路计算不准确的问题,采用永磁电机设计软件Maxwell 12完成对永磁同步电动机的设计优化。首先用该软件中的磁路法设计软件Rmxprt进行设计,对其中永磁体磁化方向长度和气隙对电机性能的影响作进行分析;然后再用其中的有限元分析软件Maxwell2D对永磁同步电动机的电磁场进行仿真,对设计进行合理性分析,最后结合两者的结果完成电机的优化设计。     

斯特林制冷机用直线电机设计与测试

针对动磁式斯特林制冷机用直线电机的结构特点,给出了电机主要尺寸的估算方法.基于Maxwell磁场分析软件建立了一个算例样机的有限元模型,对该样机进行性能参数的仿真计算,同时提出了一种结构简单、易于操作的比推力测试方法.将计算结果与测试结果进行对比,两者十分吻合,验证了有关磁路、有限元计算方法及测试方法的有效性和准确性.     

基于田口法的内嵌式永磁电动机的优化设计

首先基于传统的电机本体设计方法,获得一台15 kW、102 V的内嵌式永磁电动机的基本设计参数,然后利用基于等效磁路法的RMXPRT软件对该内嵌式永磁电动机的一些重要设计参数进行优选,得到较为理想的参数范围。最后,引入一种新颖的优化方法——田口法,以内嵌式永磁电动机的气隙长度、永磁体厚度与宽度、磁桥长度和宽度作为优化变量,以效率和磁钢用量作为优化目标对电机进行优化设计。确定最优方案后将其导入到电磁场有限元分析软件Maxwell进行仿真,以对所设计电机进行合理性分析。优化后效果明显,对实际应用具有一定的指导意义。     

基于粒子群优化算法的TMPS-HESM联合仿真设计方法

混合励磁同步电机(HESM)是当前研究热点,其设计方法值得讨论。借助ANSYS RMxprt软件和传统磁路法设计电机定子,再通过ANSYS Maxwell软件设计HESM转子并进行电机参数化建模,进一步建立8极48槽TMPS-HESM的Maxwell ＆ Workbench ＆ Optislong联合仿真模型,最后运用粒子群优化(PSO)算法对电机进行全局多目标优化得到Pareto解集,并使用优劣解距离法(TOPSIS)从解集中客观选取最优设计方案。系统地提出了一种基于PSO的切向聚磁型并联结构混合励磁同步电机（TMPS-HESM）联合仿真设计方法。通过相关有限元仿真试验,验证了电机性能符合设计要求。     

单相自起动永磁同步电动机的设计与仿真

采用磁路计算与有限元分析相结合的方法,对单相自起动永磁同步电动机进行了设计和仿真。详细介绍了基于磁路计算和Ansoft有限元分析相结合的电机设计过程及方法,重点介绍了用Ansoft建模,进行空载静磁场有限元分析和负载稳态分析的详细步骤,并且给出了Maxwell2D空载静磁场有限元分析和负载稳态有限元分析的结果。     

一种同步磁阻电机凸极比的解析计算方法

凸极比是影响同步磁阻电机功率因数和转矩性能的关键参数,本文提出了一种基于等效磁路法的同步磁阻电机交直轴电感和凸极比分析计算方法,可以分析转子磁障结构改变对凸极比和电机性能的影响,快速进行同步磁阻电机的转子结构优化设计。为验证磁路法的可靠性和准确性,论文采用有限元法对一台30 kW同步磁阻电机进行了仿真分析,计算电机在不同转子磁障层数、不同磁障宽度、不同径向磁桥数量时的交直轴电感值、凸极比和输出转矩,并与磁路法得出的结论进行了对比。     

一种高效永磁无刷直流电动机设计仿真与分析

主要研究了2.4 kW、5300 r/min高效率永磁无刷直流电动机的设计。采用灵活方便的等效磁路法进行基本方案设计,运用有限元软件进行磁路、空载、负载及机械特性仿真、检验、优化设计方案。实验结果表明:所设计的电机效率达到91.1%,效率、机械特性与仿真结果一致,表明这种场路结合的高效永磁无刷电动机设计方法既直观又准确。     

永磁同步电动机的设计与仿真

针对分数槽配合电机的气隙磁场谐波次数过多,容易产生振动和噪声问题,采用磁路计算和有限元分析相结合的方法,设计了一台8极24槽、11.8kW、额定转速1500 r/min的整数槽配合的永磁同步电动机。给出了确定电机主要尺寸的方法,利用Ansys Maxwell软件对电机空载磁场、反电势、齿槽转矩、电机负载性能进行了仿真分析与计算。样机试验结果表明达到了设计要求,与仿真结果误差在5%以内,验证了设计和仿真的准确性。     

氟利昂蒸发冷却三相异步电动机转子结构设计

以某型离心制冷机用氟利昂蒸发冷却三相异步电动机转子为例,利用有限元法对设计方案进行空载仿真计算,得出的仿真结果用来指导该电机进一步的本体设计。     

双斜槽转子感应电机的快速场路耦合分析

为克服双斜槽感应电机轴向拓扑仿真时需采用低效率高精度的三维有限元仿真的问题,针对错开双斜槽转子感应电机(DSRIM)提出一种等效电路,然后基于多层有限元模型建立DSRIM的轴向分层等效电路。在等效电路与磁场耦合分析的基础上,运用分布磁路法求出气隙磁场分布与稳态性能指标。与试验结果进行对比,对比结果显示该方法的计算结果具有指导意义。     

不对称气隙单相永磁无刷直流电动机定位转矩分析

利用电磁场仿真分析软件MagNet对样机的气隙磁场进行了仿真分析,在此基础上利用Maxwell应力张量法和虚位移法,对样机的定位转矩进行了定量分析计算。利用MagNet软件的两种计算定位转矩的方法,分别对样机的定位转矩进行了仿真计算。最后,对比分析了利用Maxwell应力张量法、虚位移法和MagNet软件计算样机定位转矩的结果。Maxwell应力张量法更适合所研究对象定位转矩的计算。     

基于有限元法的无刷交流励磁机空载特性分析及额定励磁电流计算

针对无刷交流励磁机铁心结构的复杂性和铁磁材料饱和特性的影响,采用非线性有限元法,利用有限元软件Maxwell,建立无刷交流励磁机的二维模型,对空载特性及额定励磁电流进行研究分析。以1台28 kW无刷交流励磁机为例,对电机气隙磁场仿真分析并求取空载特性。计算所得的基波电势与实测结果相符,为此类电机电磁场的设计提供理论依据。在此基础上通过场路耦合的方法,用外电路来模拟额定负载工况,计算出额定工况下的励磁电流。该方法具有实用性,可为一般的交流励磁机励磁电流计算提供参考。     

基于磁网络模型方波永磁电机气隙磁场的研究

对于方波无刷直流电动机来说,如何保证电机低速运行时转速的平稳是调速电机运行的难点之一,反映在设计上乃是如何有效地设计气隙磁场波形,减小定位转矩。文章针对面向气隙磁极结构的永磁电机,根据磁通管原理形成了永磁电机的等效磁网络,把细分的思想应用于永磁体模拟,建立了永磁体较为精确的网络模型,对影响方波无刷直流电动机气隙磁场及定位转矩的几个参数进行了深入探讨及磁场计算,为永磁电机的设计及动态性能仿真提供了一种有效的分析方法。