基于有取向硅钢的轴向磁通开关磁阻电机准三维解析分析与设计

轴向磁通开关磁阻电机定、转子齿形在不同圆周半径上极弧角度变化不一致,利用二维解析法分析该类电机会带来较大误差。该文利用准三维解析法对轴向磁通电机展开径向分层计算,确定电机转子关键位置处的磁链特性。在准三维解析法分析的基础上,利用准三维有限元方法对基于不同铁磁材料的模型进行了比较分析。研究结果和样机测试数据表明:基于有取向硅钢材料的轴向磁通开关磁阻电机定、转子磁极轴线对齐位置处的磁链值可以提高15%,准三维解析法的分层计算精度较高,对于电机初期设计而言,该方法的磁链分析误差从工程上认为是可以接受的。     

磁齿轮复合永磁电机拓扑及应用综述

磁齿轮复合电机（MGM）是一种自带减速效应的新型多气隙磁场调制型永磁电机，因其转矩密度大、功率因数高，近年来在混动/电动汽车、低速大转矩直驱、航空航天等领域的应用前景获得了业界的广泛关注；MGM非接触传动的特点使其在医药食品、新能源发电、石油化工等方面具有发展潜力。该文首先介绍磁力齿轮及多种磁齿轮复合电机的工作原理，介绍和比较磁齿轮与电机常见的复合方式及其特点；按照单元排布方式、调制结构、电机及磁齿轮类型等分类梳理近年来MGM在拓扑结构上的研究和创新，介绍各类磁通方向及运行方式MGM的研究。然后介绍MGM近年来在高减速比、低成本、无级变速等一些关键问题上的进展。最后总结磁齿轮复合电机的业界应用现状，并对其应用前景进行展望。     

基于变限幅结构的内埋式永磁同步电机转速动态优化控制策略

针对内埋式永磁同步电机(interior permanent magnet synchronous motor,IPMSM)的转速动态性能优化展开研究，详细分析多种工况下的电流工作点轨迹及转速动态过程，揭示传统方法中存在的电流工作点轨迹偏移、转速超调、转矩波动等问题。针对这些问题，该文提出一种基于变限幅结构的转速动态优化控制策略,在转速环引入一个变限幅结构，并通过引入转速误差生成转矩控制信号，实现了转速、转矩的同步控制。该文提出的方法使转速误差呈指数收敛，不仅有效抑制了转速超调和转矩波动，还消除了传统方法中电流工作点轨迹的波动、偏移等问题，显著缩短了转速调节时间并提升了转速动态性能。最后，通过实验验证所提转速动态优化控制策略的有效性。     

增材制造技术在电机中的应用综述

增材制造技术(即3D打印)因具有高设计自由度、高材料利用率、高成形效率和精度等优势,逐渐成为高效轻质高功率密度电机设计与制造的研究热点。该文旨在对3D打印电机的性能及其应用作系统性综述。首先,对3D打印电机的发展脉络进行简要概括。其次,分别对3D打印铁心、磁钢、绕组,以及散热和机械支撑结构的研究现状进行总结,并与传统工艺加工的样件进行性能对比。随后,介绍了适用于增材制造的结构设计方法——拓扑优化。最后,根据目前的研究情况归纳了3D打印电机未来的发展趋势和面临的挑战。     

霍尔位置检测的电动汽车永磁电机矢量控制

针对轻型电动汽车用永磁同步电动机位置传感器成本过高的问题,提出基于霍尔传感器的位置估算算法得到连续位置信号,在获得连续转子位置的基础上实现正弦波电流驱动的矢量控制。研究了电机起动过程中方波和正弦波电流切换方式,采用基于电压外环的弱磁控制策略以实现高速运行。搭建以STM32F103为核心的实验平台进行电机性能测试,实验结果表明,该控制方法能实现电机过载起动和高速运行要求。     

基于精确子域模型的游标永磁电机解析磁场计算

游标永磁电机是一种基于磁场调制原理的新型电磁传动装置,适用于船舶推进、风力发电等低速大转矩的应用场合。准确计算游标永磁电机的磁场分布是设计、优化电磁性能的关键。关于电机解析磁场计算,该文讨论和比较了一极一槽模型和精确子域模型。以表贴式游标永磁电机为研究对象,在气隙子域建立拉普拉斯方程,在槽子域和永磁体子域建立泊松方程,根据分离变量法直接求解。模型建立在二维     

磁场调制永磁直线电机拓扑研究综述

基于磁场调制原理(即磁齿轮效应)的磁场调制永磁直线电机(flux-modulation linear permanent magnet machines,FMLPMMs),具有更高的推力密度与更低的推力波动,近年来是直线电机领域的研究热门之一。该文旨在对磁场调制永磁直线电机拓扑结构方面的研究工作进行系统性综述。首先,介绍磁场调制永磁直线电机的拓扑结构演变历程,并对现有拓扑结构进行分类和归纳。其次,由于推力密度与推力波动是直线电机最为重要的两大性能参数,因此该文就如何进一步提升磁场调制永磁电机的推力密度、抑制推力波动进行详细介绍。最后,结合磁场调制永磁直线电机各个拓扑结构的特点,对其未来的发展方向和应用前景进行展望。     

电动汽车及其驱动电机发展现状与展望

在提倡环保和节能的大环境下,电动汽车技术迅速发展起来,并成为当前国际汽车行业的研究热点。回顾了电动汽车行业的现状和电动汽车种类,并重点介绍了电动汽车驱动电机的种类及其永磁化趋势,对永磁电机关键技术和电动汽车电机未来的发展趋势作了阐述。最后就电动汽车充放电对电网的影响作了总结,并提出了对电动汽车行业的展望。     

"高效节能及智能化电机系统"专题特约主编寄语

<正>为应对我国绿色低碳发展需求,实现“碳达峰、碳中和”目标,高效节能正成为电机行业的关键发展战略。与此同时,蓬勃发展的智能电网、智慧交通等新兴产业,对于电机系统的控制以及保护提出更高挑战,智能化概念在电机领域的认识与应用不断深入,也为传统工业电机提供了新的发展机遇。为了展现国内外学者在电机高效化及智能化领域的最新成果,在《电工技术学报》与《CES Transactions on Electrical Machines and Systems》(CES TEMS)编辑部以及特约编委的共同努力下,本期“高效节能及智能化电机系统”专题适时推出。     

考虑电感不对称的多单元永磁同步电机转子初始位置检测

多单元电机是多三相电机的一种,其定子绕组由多个三相绕组单元构成,由于各单元的三相绕组沿电机圆周依次分布,各单元内的三相电感值呈现不对称性。该文以一台四单元永磁同步电机为对象,指出互感的差异是电感不对称的主要原因,分析电感值的不对称会给转子初始位置的检测带来误差,并给出考虑电感不对称的转子初始位置检测方法。在基于线电感的脉冲电压注入法基础上,提出对线电感检测值的修正方法,消除电感不对称性对转子定位的影响。实验结果表明,运用所提方法对线电感检测值进行修正后,转子初始位置的最大检测误差从12.4°减小到3.2°,有效提高多单元永磁电机的转子初始位置检测精度。