可变磁通永磁记忆电机调磁特性

建立了可变磁通永磁记忆电机永磁体连续去磁和重新充磁的磁化模型,给出了去磁时的回复线方程和充磁时的局部磁滞回线方程,采用有限元法对电机施加不同定子直轴电流时的磁通分布和永磁体内的磁通密度变化进行了分析,据此计算了电机永磁体在不同磁化状态时的气隙磁通密度、相磁链、相反电动势、每极气隙磁通等参数。文中给出了记忆电机连续去磁与充磁的有限元分析流程。设计制作了一台样机进行了实验验证,实验结果与有限元计算结果吻合较好。有限元计算与实验结果同时表明,记忆电机能实现连续近似线性去磁,但增磁特性呈非线性;永磁体的充磁比去磁困难,饱和充磁电流大约是完全去磁电流的4倍。     

一种外转子可变磁通永磁记忆电机设计与弱磁性能分析

设计了一种外转子可变磁通永磁记忆电机,利用Ansoft Maxwell 2D仿真软件建立了电机模型,给出了永磁材料磁化特性和电机工作模型。采用有限元分析方法,对电机的弱磁性能进行探究,给出了电机施加不同直轴去磁电流时的磁力线分布、相磁链曲线、反电动势曲线和磁通密度分布曲线。仿真结果表明,该电机具有良好的弱磁性能,其调磁过程主要通过改变铝镍钴永磁体的磁化水平实现。     

一种混合励磁开关磁通永磁记忆电机设计与调磁性能分析

设计了一种混合励磁开关磁通永磁记忆电机,利用Ansoft Maxwell 2D仿真软件建立了其电机模型,分析了其电机运行原理。采用有限元分析方法,对电机的调磁特性进行了探究,给出了铝镍钴永磁体处于不同磁化状态时的磁力线分布、相磁链曲线、反电动势曲线、磁通密度分布曲线和转矩波形曲线。仿真结果表明,该电机相较于常规永磁同步电机具有良好的调磁性能。     

混合永磁记忆电机特性分析和实验研究

提出一种混合永磁可变磁通记忆电机,研究了永磁体不同磁化状态下的静态特性。基于有限元法,对施加不同去磁电流时的电机磁场分布进行了分析,并观察永磁体内的磁密变化,计算了不同永磁磁化状态下的气隙磁密、永磁磁链、反电动势及每极气隙磁通等电机主要参数。制作一台样机,并进行实验研究,实验结果与有限元计算结果吻合较好。研究表明,永磁体的充磁比去磁要困难,当磁化电流为2倍的定子额定电流时,能将磁体去磁90％,而仅能充磁到饱和时的30％：与基本结构记忆电机相比,该混合永磁记忆电机具有更高的气隙磁密。该类电机在宽调速驱动系统中具有应用前景。     

内置混合式可控磁通永磁同步电机有限元分析

提出一种转子内同时放置钕铁硼和铝镍钴两种永磁体的内置混合式转子磁路结构的可控磁通永磁同步电机。它充分利用钕铁硼剩磁密度和矫顽力都很高，铝镍钴剩磁密度很高而矫顽力很低的特点，使两种永磁体在磁性能上合理配合。通过控制直轴电流矢量脉冲的幅值和方向来控制铝镍钴的磁化强弱和方向，使气隙永磁磁通受控，实现宽范围弱磁调速。介绍了电机工作原理，进行了电磁场有限元分析，给出了不同磁化状况下电机磁场分布图及气隙磁场曲线，指出了增加交轴磁阻的必要性，总结出永磁体尺寸对电机弱磁倍数影响的变化规律。     

宽调速可控磁通永磁同步电机磁路设计和有限元分析

提出了一种内置混合式转子可控磁通永磁同步电机,是真正意义上的宽调速电机.其径向永磁体采用剩磁密度和矫顽力都很高的钕铁硼,而切向永磁体采用剩磁密度高但矫顽力却很低的铝镍钴.通过定子直轴电流矢量脉冲控制铝镍钴的磁化方向和强弱,使钕铁硼产生的磁通部分穿过气隙,部分被铝镍钴在转子内部旁路,使永磁气隙主磁通受控.给出了永磁体尺寸和磁路结构尺寸的选取原则,特别是将交轴磁路磁阻设计的较大,交轴电感较小时,弱磁效果会更好,还能减少电枢反应对永磁气隙主磁通的影响.对两种极端磁化状况下模型电机内部磁场的分布进行了有限元分析,说明所提出的设想是可行的.     

内嵌式永磁同步电机定子电流矢量最佳弱磁轨迹控制策略

针对电动汽车用内嵌式永磁同步电机(IPMSM)在高温高速下永磁体可能发生不可逆退磁的问题,提出一种定子电流矢量最佳弱磁轨迹控制策略。首先采用等效磁路法计算气隙磁密和永磁体负载工作点,校核永磁体最大退磁工作点并计算得出永磁体的退磁电流临界值;然后结合内嵌式永磁同步电机弱磁控制原理,得出退磁电流临界曲线。据此以最大电流输出曲线、退磁电流临界曲线和最大功率输出曲线为边界提出一种最佳弱磁轨迹;仿真结果证明了该控制策略的正确性和可行性,并在电流限制范围内极大提高了电机调速范围,保证了大扭矩、高功率的输出,改善了电机的动态和稳态性能。     

内置混合式转子可控磁通永磁同步电机--记忆电机

提出了一种内置混合式转子可控磁通永磁同步电机.其径向永磁体采用钕铁硼,切向永磁体采用铝镍钴.通过定子直轴脉冲电流控制铝镍钴的磁化方向和强弱,使钕铁硼产生的磁通部分穿过气隙而部分被铝镍钴在转子内部旁路,永磁气隙主磁通从而受控.对两种情况下的电机内部磁场的分布进行了有限元计算和分析,说明提出的设想是可行的.     

新型磁通切换电机原理和特性分析

提出了一种内嵌有径向充磁永磁体的新型磁通切换电机,分析了径向充磁永磁体对电机的影响,并对电机的工作原理进行了分析。建立了12/10极磁通切换电机的有限元模型,对电机的静态特性进行了研究,包括气隙磁密、磁链、反电动势和电感等特性。计算结果表明,内嵌有径向充磁永磁体的磁通切换电机可以有效减小定子轭部的漏磁,增强永磁材料的利用率;同时新拓扑结构的磁通切换电机的绕组具有一致性和互补性。     

混合励磁永磁记忆电机弱磁性能分析

设计了一种混合励磁永磁记忆电机,采用Ansoft Maxwell 2D仿真软件建立了仿真模型,采用有限元的分析方法,研究了电机的弱磁性能。给出了去磁时的回复线方程和充磁时的局部磁滞回线方程。对电机施加不同的直轴去磁电流,分析电机的磁力线分布和永磁体的磁密矢量分布,给出了电机在不同磁化电流下的相磁链曲线。仿真结果表明,该记忆电机具有良好的弱磁性能,同时在弱磁运行时能够保证电机始终具有一定的气隙磁密。     

基于内置式永磁预偏磁的高频功率电感技术

在电力电子变换中,有很多始终处于单极性工作状态的电感,从磁化曲线上看就是始终工作于第一象限。基于永磁体的预偏磁电感技术可以将磁化曲线的起始工作点从零点预偏置到相反方向,从而有效拓宽磁通密度的有效工作范围,并缩小这类电感的体积。常规预偏磁电感都是将永磁体内置到气隙中或是外置构成并联磁路,但在电流产生的高频磁通通过永磁体时,会在永磁体内引起严重的涡流损耗问题,并导致电感损耗且发热增加严重,同时过高的温度会引起永磁体的退磁风险。该文介绍一种磁路设计方法,通过内置式永磁预偏磁方案,可以有效地解决实际应用中出现的结构复杂和永磁体损耗问题。通过理论分析,并结合电磁仿真和实验进一步验证,结果显示这种磁路设计方法可以有效地解决预偏磁技术在高频电感应用中的退磁问题。     

变磁通记忆电机非线性模型与调磁电流脉冲轨迹优化研究

变磁通记忆电机（VFMM）克服了传统永磁同步电机（PMSM）气隙磁场不可调节、调速范围受限等缺点，可根据运行工况需求实时地在线调节气隙磁场，具有全域高效运行的优势。该文针对一台混联磁路型VFMM(HMC-VFMM)磁路复杂及非线性强等问题，研究非线性模型的建立及调磁电流脉冲轨迹的优化。首先，测试磁化曲线、电枢磁链特性与电感特性，建立VFMM的非线性模型，以实现电机特性的精确描述；其次，分析正弦型电流脉冲轨迹与所需电压变化特性，并基于此提出一种非对称电流脉冲轨迹与优化方案，在实现充去磁的同时，降低调磁过程产生的损耗；再次，为实现调磁电流的精确控制，基于上述非线性模型，提出一种基于实测参数的前馈电流控制器；最后，通过实验验证所提电流控制器的有效性以及理论分析的正确性。     

磁通可控永磁同步电动机的磁化

提出一种调速机理异于常规永磁同步电动机的新型电动机--可控磁通永磁同步电动机.在需要调速时,通过定子绕组施加一定强度的直轴电流脉冲对磁体进行去磁或充磁,在正常运行时采用i_d=0的控制策略,而独特的转子结构保证交轴磁动势不对磁体的磁化状态产生影响.由于确定磁体磁化后的最终状态是调磁变速分析的关键,本文建立了包括初始磁化和反复磁化两种情况下的磁化分析模型,扩展了现有的磁化比率曲线.将局部磁滞回线预测模型与磁体的磁化模型相结合,建立了永磁体的磁化状态计算方法.依据该计算模型,计算了不同磁化电流下的气隙磁通密度及相应的电动势波形.样机的实验结果与有限元计算结果较为吻合,证明了该电动机实现磁通可调的可行性和磁化模型的正确性.     

一种高效充磁机的设计和实现

0 引言 目前,微特电机生产需要大量永磁材料,其原始材料取自钕铁硼、铝镍钴等.它们经磁化后,其磁性具有矫顽力大和性能稳定的特点.利用电容脉冲放电作充磁电源可实现充磁机高效和稳定.但对多极电机,其磁场的均匀性即各磁极磁性一致性尤为重要,希望能在充磁中及时反映和记录或调整产品的磁性强度.     

变频电机充检磁工艺探究及仿真分析

以150 W永磁电机为例,分别对充磁原理、充磁方向、充磁能量参数的选择、检磁补偿以及充磁定位偏离角度等进行分析,并结合Ansoft仿真,研究了不同的充磁方式、磁钢与转子外表面温度关系以及充磁定位偏离角度对电机气隙磁密及气隙磁通的影响.研究表明充磁方向不当或充磁能量不足等导致充磁质量不佳,就会影响到电机的气隙磁通、磁密,谐波含量以及退磁电流等,从而导致电机达不到设计的要求.因此,对于不同的电机,应当选择合理的充磁方式,并提高充磁工艺的质量,以使得磁钢发挥最佳的性能.     

内置式永磁同步电机电磁退磁性能研究

本文针对内置式永磁同步电机中永磁体在高温环境下工作易发生不可逆退磁的问题,以一台峰值功率70kW内置式永磁同步电机为例,首先从永磁体退磁机理入手,分析永磁体发生不可逆退磁的电磁机理,继而建立电机的2D有限元仿真模型,计算并分析了不同d、q轴退磁电流、工作温度对永磁体退磁性能的影响,进而提出提高内置式永磁同步电机抗退磁能力的方法。最后,试制样机,进行退磁实验,对比实验前后反电势波形,验证了电机的抗退磁能力及有限元仿真的可行性。     

基于解析法的永磁游标电机退磁分析

本文研究了三种不同退磁方式对永磁游标电机的电磁性能的影响,建立了永磁游标电机的退磁解析模型。该解析模型建立在精确保角映射的基础上,能准确地反映永磁游标电机的有槽气隙与无槽气隙之间的关系,从而准确计算磁场分布。针对永磁游标电机的退磁分析中存在的问题,提出了退磁电流与退磁永磁体之间的等效变换,在此基础上通过完全保角映射后得到准确的退磁磁场分布。最后采用有限元分析验证了永磁游标电机退磁解析模型。     

可变磁通永磁辅助同步磁阻电机设计与性能分析

以3层磁障转子的永磁辅助同步磁阻电机为例,提出一种铁氧体与铝镍钴混合永磁的可变磁通永磁辅助同步磁阻电机转子设计方法,使永磁辅助同步磁阻电机具备记忆电机弱磁区转矩高、损耗小和调速范围宽的优点。首先给出可变磁通永磁辅助同步磁阻电机的调磁方法;然后从永磁体工作点设计的角度分析电机调磁电流和过载能力对电机性能的影响;接着介绍了永磁体排布的确定和体积比优化设计方法;最后提出一种适用于该电机的转子设计方法。仿真结果表明,采用该文提出的转子设计方法能够使电机弱磁区损耗最多降低56%,电机弱磁区的转矩和调速范围显著提高。     

基于在线调磁的双凸极磁通记忆发电机恒压发电性能研究

提出了一种基于在线调磁的双凸极磁通记忆发电机(DSFMG)的恒压发电系统。磁通记忆概念是指电机通过短暂的直流电流脉冲来控制铝镍钴(Al Ni Co)永磁体的磁化水平,并且具有记忆保持磁性的特性。根据这一特性分析DSFMG恒压发电原理,提出一种能实现励磁电流双向控制的调节器,研制了调节器样机,通过调节励磁电流实现了发电机的恒压发电。仿真和试验结果表明,DSFMG通过双向励磁调节器的有效在线调磁,具有宽转速范围内恒压发电的优越性能。     

新型多齿开关磁链永磁记忆电机分段线性磁滞模型研究

为了研究多齿开关磁链永磁记忆电机在线调磁特性,提出一种可快速计算该电机磁链及空载反电动势的分段线性磁滞模型。根据该多齿开关磁链永磁记忆电机的磁路模型及工作原理,通过在多齿开关磁链永磁电机定子中放置具有高剩磁、低矫顽力(low coercive force,LCF)的永磁体,在线改变励磁绕组中脉冲电流的大小和方向改变LCF永磁体的磁化状态,从而实现永磁磁链的在线调节。使用所提出的分段线性磁滞模型,分析多齿开关磁链永磁电机在线调磁特性过程中,比较了使用不同分段次数(四段、五段、六段和无穷段)的磁滞模型下LCF永磁体工作点的计算精度。最后,通过有限元分析和实验表明:使用所提出的分段线性磁滞模型可以快速准确地得到多齿开关磁链永磁记忆电机的调磁特性。