无齿槽无刷直流电动机气隙磁密有限元分析

从分析无刷直流电动机(BLDCM)转矩波动的原因出发,比较了有齿槽和无齿槽无刷直流电动机的结构,用有限元方法对有齿槽和无齿槽无刷直流电动机的气隙磁场进行了分析;分析结果表明无齿槽BLDCM具有一系列特点,为进一步分析此类电机的性能及其结构提供了依据。     

基于能量法的单相无刷直流电动机齿槽转矩研究

针对极槽数相等且采用渐变气隙的单相无刷直流电动机,基于能量法建立了齿槽转矩的解析模型,并用有限元法验证了该模型的正确性。基于该模型分析了单相无刷直流电动机齿槽转矩的削弱方法及渐变气隙长度最大值对齿槽转矩过零点位置和峰值的影响,提出渐变气隙长度最大值选取应小于或等于某个临界值。     

一种无刷直流电动机齿槽转矩分数槽削弱方法

针对永磁无刷直流电动机的齿槽转矩问题,提出一种基于磁极极弧宽度优化的分数槽齿槽转矩削弱方法。分析表明分数槽方法只能削弱齿槽转矩的部分谐波,针对该问题提出了一种基于磁极极弧宽度优化的分数槽方法,理论分析表明该方法对齿槽转矩的各次谐波均有削弱作用。以一台8极36槽永磁无刷直流电动机为例进行有限元仿真,结果表明:采用该优化分数槽方法的齿槽转矩幅值不到整数槽方案的5%,相比优化前的分数槽方法,齿槽转矩幅值减小了64%。     

EPS永磁无刷直流电动机齿槽脉动转矩抑制方法

分析了一种有效降低永磁无刷直流电动机脉动转矩的全新转子结构,并试制了一台12V电动助力转向(EPS)永磁无刷直流电动机,通过对比实验验证了这种方法可以有效降低由齿槽效应引起的无刷直流电动机转矩脉动.     

内置式无刷直流电动机齿槽转矩的分析与抑制

齿槽转矩是由永磁体与磁槽之间相互作用而产生的,它会引起转矩脉动.利用虚位移法计算和分析齿槽转矩的影响因素,采用优化极弧、定子开辅助槽和调整定子齿槽宽度三种方法做了定性和定量的分析,并通过对24槽4极内置式无刷直流电动机进行有限元仿真,得出此类电机减小齿槽转矩的有效方法,并分析了对反电动势的影响,为内置式无刷直流电动机设计提供理论参考.     

定子槽口系数对永磁无刷直流电动机转矩波动的影响

转矩波动是永磁无刷直流电动机产生振动和噪声的主要原因。引起永磁无刷直流电动机转矩波动的原因主要有齿槽效应转矩、电动势波形的缺陷及换相转矩波动等。主要分析了槽口系数对转矩波动的影响,以永磁无刷直流电动机为例,利用有限元分析了整数槽和分数槽电机定子槽口系数变化对齿槽转矩的影响及槽口系数变化对气隙磁密及谐波的影响;最后计算改变槽口系数对电机主要性能的影响。     

永磁感应子式无刷直流电动机的转矩特性研究

针对永磁感应子式无刷直流电动机的定转子齿结构和绕组的排列对转矩特性的影响，从特定电机结构的磁导计算出发，推导出永磁感应子式无刷直流电动机的参数表达式，分析了电机的参数特征对转矩工作特性的影响。实验及分析表明，采用等效磁路和实际测量相结合的方法．可以预测永磁感应子式无刷直流电动机的电磁转矩和齿槽定位力矩特性，为电机的转矩控制提供理论依据。     

无铁心无刷直流电机电枢制造技术研究

无铁心无刷直流电动机电枢无齿槽,采用全塑封结构,消除了齿槽效应引起的转矩波动。其电枢制造工艺复杂、要求高、难度大,需要采用新的材料和加工技术。文中对无铁心无刷直流电动机的电枢制造技术进行了研究,实践证明其工艺是可行的。     

基于母线电流控制的直流无刷电动机转矩脉动抑制方法研究

针对方波直流无刷电动机转矩脉动控制问题进行了讨论,分析了低速和高速情形下直流无刷电动机转矩脉动抑制的方法,提出基于母线电流控制的直流无刷电动机转矩脉动抑制的方法,仿真结果证明该控制系统能有效地减小转矩脉动.     

永磁体不同削角的无刷直流电动机分析与试验

通过对削角永磁体进行分析与设计,使无刷直流电动机产生的谐波分量少,齿槽转矩小。首先利用解析法推导出削角永磁体与气隙磁密、齿槽转矩之间的关系,并利用Maxwell 2D有限元分析软件对永磁体不同削角进行对比与分析,找出最佳削角,并制作了样机。最后通过永磁体有削角与无削角电机的仿真结果与样机试验进行对比分析,验证了该方法的正确性,对改善无刷直流电动机性能具有实用价值。     

无刷直流电机的理想与非理想定位力矩及其综合抑制方法

可以采用多种有效的方法来抑制无刷直流电动机的定位力矩,但电机各部件制造或材料偏差的存在,使得按照上述方法实际生产出的电机出现较明显的定位力矩.文中从理论上分析了理想与非理想定位力矩的产生机理和规律;以4极9槽和4极12槽径向磁路无刷直流电机为例,采用数值计算和试验的方法定量分析了理想与非理想定位力矩,给出了定位力矩产生的一般规律.采用极槽配合法、磁极优化法、闭口槽法及定子齿冠开槽法抑制理想定位力矩,并分别给出了Z次和2P次非理想定位力矩的抑制措施.计算和试验结果验证了理论分析结论的正确性.     

Halbach永磁阵列无刷直流电机转矩的解析计算和分析

Halbach永磁阵列具有灵活配置电机气隙磁通密度、磁屏蔽的特点,将其用于无刷直流电机以增加电磁转矩、降低齿槽转矩。在保角变换求解电磁场基础上,给出无刷直流电机电磁转矩与齿槽转矩的解析计算模型,通过有限元仿真对该模型的准确性进行证明;使用该模型分析每极两块(1P2p)、每极三块(1P3p)Halbach永磁阵列中主磁钢弧角和辅磁钢充磁方向角对无刷直流电机电磁转矩与齿槽转矩的影响,对比分析径向充磁、平行充磁和Halbach永磁阵列的无刷直流电机电磁转矩与齿槽转矩随永磁体厚度的变化规律。分析结果表明,合理配置无刷直流电机Halbach永磁阵列中主磁钢弧角和辅磁钢充磁方向角可提高电磁转矩、降低齿槽转矩,当永磁体厚度增加时,Halbach永磁阵列更有利于电磁转矩增加。     

基于重复控制的高精度转台齿槽力矩波动抑制方法

齿槽力矩波动是有槽无刷直流电机固有的特性,其对高精度测试转台的速率平稳性造成很大影响.针对齿槽力矩波动周期性的特点,基于内模原理,提出了一种改进型离散重复控制方法来抑制力矩波动,提高速率平稳性性能.仿真结果表明基于改进型离散重复控制的控制方法可有效抑制高精度转台控制系统的周期性齿槽力矩扰动.     

基于磁极不对称角度优化的内置式永磁无刷直流电动机齿槽转矩削弱方法

齿槽转矩削弱是永磁电机研究的重点和难点之一。本文基于能量法和傅立叶分解的解析分析法,给出了磁极不对称时内置式永磁无刷直流电动机的齿槽转矩解析表达式,据此研究了磁极不对称对齿槽转矩的影响,在此基础上,提出了使齿槽转矩最小的磁极不对称角度的解析确定方法。由于解析法采用了一些假设,忽略了饱和、漏磁等影响,所得到的磁极不对称角度不是最佳值。为使齿槽转矩最小,将全局优化方法、解析法和有限元相结合,把寻优可行域缩小在解析解附近以减小求解时间,利用全局优化算法和有限元进行优化,以获得磁极不对称角度最优解。本文对每极槽数为整数和分数的两台无刷直流电动机分别进行了解析分析和优化,结果表明,该文的优化方法可显著削弱齿槽转矩。     

永磁无刷直流电机磁阻转矩的解析计算方法

该文利用许－可变换，构造了考虑齿槽效应的等效气隙磁导函数，结合偏微分方程的解析算法，计算出等效气隙内任意半径上的气隙磁通密度分布，由此提出了一脉永磁无刷直流电机磁阻转矩的解析计算方法，其计算结果与有限无计算结果对比，转矩波形基本吻合，证明此方法是正确的，可靠的，同时该方法可应用于磁阻转矩的计算，为永磁无刷直流电机设计和优化提供了基本分析手段。     

盘式永磁直流电动机齿槽转矩特性

分析了盘式永磁直流电动机齿槽转矩问题产生的原因,利用麦克斯韦张量法分析定位齿槽转矩。阐述了齿槽转矩产生的机理,利用Ansoft有限元仿真软件对齿槽转矩特性进行研究,找出了一个最优的削弱盘式永磁电机齿槽转矩的方法。     

Issues in reducing the cogging torque of mass-produced permanent-magnet brushless DC motor

A variety of techniques are available to reduce cogging torque in permanent-magnet brushless DC motors. Theoretically, all the techniques are quite effective for minimizing the cogging torque. This paper presents the efficacy of these methods in mass production subject to manufacturing tolerances/variations. The cogging torque minimization becomes a challenging task when the requirement is very stringent in applications such as electric power steering and robotics. Some of the known techniques for reducing the cogging torque are the magnet pole design, skewing, step skewing, and dummy slots in the stator lamination. They will be discussed in this paper considering manufacturing tolerances/variations when used in mass production. Finite-element analysis is carried out to determine the worst case scenarios. The research demonstrates that the cogging torque amplitude and frequency are highly sensitive to magnet shapes, dimensions, locations and magnetization pattern, as well as slot/pole combination. In reality, the cogging torque may not be eliminated completely but minimized to a satisfactory level depending on the application requirements.     

高磁负荷单相无刷直流电机的转矩波动抑制

在具有较高磁负荷的单相无刷直流电动机中,不均匀气隙结构以及通常存在的电流尖峰将导致尖峰定位转矩的产生,从而造成合成转矩特性的严重畸变。该文在稳态运动磁场计算及场路耦合计算的基础上,分析了气隙渐变结构中各结构要素对定位转矩峰值的影响及合理设计,并研究了各种驱动模式对转矩特性的影响,提出了采用有限转角的电压驱动模式降低转矩波动及噪声。样机试验表明,采用一定的关断角度可以有效降低电机噪声及提高性能。