切向结构永磁同步电机磁钢径向并联组合研究

针对低速大转矩切向结构永磁同步电机中磁钢尺寸对性能的影响进行研究.提出一种"工"字形排布的磁钢径向并联组合优化方案.在保证电机磁钢轴向长度和体积不变前提下,分析磁钢磁化方向长度变化对电机性能的影响.分析表明:磁钢的磁化方向长度在一定范围内增加可降低磁钢漏磁、增大反电动势和降低转矩波动;但磁钢的磁化方向长度过度增加会大大降低电机磁通面积,使得电机反电动势不增反降.在此基础上,提出一种降低磁钢漏磁、增大反电动势和降低转矩波动的三块磁钢径向并联组合的"工"字形排布方案:近气隙侧和近隔磁槽侧磁钢槽内分别插入磁化方向长度短、径向宽度窄的磁钢以降低近气隙侧和近隔磁套侧磁钢漏磁;近气隙侧磁钢和近隔磁槽侧磁钢之间采用磁化方向长度较短的磁钢以保证磁钢磁通面积降低得不多.通过仿真实验验证所提方案的可行性.     

零机械能输出感应电机

传统电机是机-电能量转换,损耗与温升是电机设计时需要削弱和避免的问题。该文从传统电机损耗与温升出发,提出了用于加热的零机械能输出感应电机。利用绕组所产生的径向磁场在实心结构的定子和转子铁心中感应产生涡流,将输入的电能全部转化为热能,具有定子、转子双边加热的特点。其独特的双边加热效果可解决挤塑类设备旋转螺杆加热瓶颈问题。建立了系统等效模型,给出了电磁功率解析表达式,采用有限元法分析了系统涡流分布与铁心端部效应。对样机进行加热实验,结果证明该种电机与传统线圈缠绕式电磁加热相比,具有节能高效、预热时间短、径向温差小等优点。     

非接触式起重机力矩保护装置的改进

采用测电机输入功率的方法来测定起重机的起重量,对重量信号的测试原理进行改进,给出数学模型、信号处理软件框图及样机测试结果,以此说明改进设计的可行性和先进性。     

织机直驱永磁电机转矩特性分析

传统织机多采用异步电机加皮带轮、刹车盘等中间传动单元,存在传动效率低、磨损大等缺点;而采用永磁直驱系统,可省去中间传动单元,降低能耗.织机永磁电机直驱后,会带来转矩脉动大,影响织布优品率及织布效率问题,因此通过对比永磁电机不同极槽配合方案,分析不均匀气隙开弧形槽、斜槽,改善了输出转矩特性,并通过样机试验验证了设计的可行性.     

转子静态偏心对低速大转矩永磁电机性能的影响

低速大转矩永磁电机通常由于偏心负载造成电机的偏心,直接造成电机气隙磁密分布的不均匀。气隙磁密的不均匀又会造成电机运行性能的改变。为此通过ANSYS软件建立转子偏心模型,对不同程度的偏心模型进行计算。结果表明转子偏心后,气隙磁密的奇数次谐波不变,偶数次谐波磁密增多,磁密谐波畸变率增大。电机反电势基本不随转子偏心改变。电机铁耗受转子偏心距离增加影响不大。     

潜油螺杆泵直驱细长永磁电机转轴扭曲对电磁转矩影响分析

针对潜油电机在负载运行时,其细长的电机转轴发生许用扭转变形导致输出转矩下降、电流上升等问题,推导许用扭转角与电磁转矩削弱系数的解析表达式,建立细长转轴扭转角与电磁转矩下降的定量关系曲线,为潜油螺杆泵机组故障原因提供了理论依据。研制单元组合式永磁直驱潜油电机,对其细长转轴进行3D有限元扭转变形应力分析。基于转轴扭转变形结果建立电机2D和3D斜极等效有限元模型,进行机械应力场和电磁场耦合计算,得出电机电磁转矩的下降情况。研制样机进行单元电机组合运行试验,验证了转矩削弱系数表达式的正确性。     

不均匀气隙齿顶对外转子轮边直驱电机性能影响

为了使轮边直驱电机能够稳定运行,选用定子齿顶偏心致使气隙不均匀来改善磁场波形,降低电机的转矩脉动,同时电机的损耗也有所降低,电机整体性能得到了提高。用Maxwell2D软件对最大气隙、最小气隙组合对应的偏心距进行参数化分析,得到过载时刻转矩脉动最小的偏心距。再与偏心距为0时的气隙磁密、空载反电势、涡流损耗、铁心损耗、转矩脉动。合理表明气隙不均匀可以改善电机性能。     

基于改进粒子群优化算法的外转子永磁同步电机的多目标优化设计

为降低外转子永磁同步电机(ERPMSM) 作为皮带输送机驱动电机时的永磁体成本并提高电机性能,提出基于响应面法(RSM)和改进多目标粒子群优化(IMOPSO)算法的优化设计方法。在建立电机基本结构的基础上,将永磁体尺寸、气隙长度、槽口宽度等作为优化参数,将永磁体成本、输出转矩、转矩脉动等作为优化目标。通过参数灵敏度分析筛选出显著参数,基于RSM结合有限元仿真建立样本空间,并拟合出优化目标和优化参数的函数关系,通过IMOPSO寻优。最后对比优化前后的方案结果,所提多目标优化算法准确可靠且具有更好的收敛性和多样性,能够在降低永磁体成本的同时优化电机的性能。     

一种新型自动调谐消弧线圈

论述了一种新型可控消弧线圈的结构和工作原理,介绍了在线接地电容电流的测量与消弧线圈电感值的控制方法。它采用ＭＣＳ８０９８单片机进行实时控制。随时调节消弧线圈的电感,从而保证了理想的补偿效果,达到快速熄弧的目的。     

一种基于滑模观测器的低速大转矩永磁同步电动机无传感器控制方法研究

针对低速大转矩电机驱动系统,在对无传感器技术的研究之后确定了一种基于观测器的转子转速/位置估算方法.在分析低速大转矩永磁同步电机数学模型的基础上,根据其特点,设计了一个滑模观测器,实现转子速度与位置的估算.该方法对系统运行时的噪声和参数的变化有很好的鲁棒性.理论分析和仿真实验,说明了方法的可行性和正确性.