高速无轴承永磁电机设计与分析

高速电机具有高功率密度、能够减小设备体积与重量,可以直接驱动负载、提高传动效率,在航空航天、新能源、精密制造等领域具有广阔的应用前景。将无轴承永磁电机应用于高速驱动系统,在推导无轴承永磁电机数学模型基础上,提出了高速无轴承永磁电机设计方法。通过对一台额定功率2 300 W、额定转速8 000 r/min、调速范围0~60 000 r/min的高速无轴承永磁电机进行电磁和机械一体化设计,并采用有限元法对样机的电磁性能和动力学性能进行优化。仿真试验结果验证了所采用的设计方法的正确性。     

磁极组合型轴向磁场无铁心永磁电机的设计与分析

在现有Halbach阵列永磁电机的基础上,提出了一种磁极组合式的Halbach永磁阵列轴向磁场无铁心电机,阐述了该电机的结构与优点,分析了该电机的电磁转矩。借助三维有限元分析方法,优化设计了组成转子磁极的Halbach永磁材料、软磁材料尺寸。在综合考虑单位体积永磁体所产生电磁转矩和气隙磁密正弦性的基础上,确定了电机转子磁极上轴向磁化、切向磁化永磁体以及软磁材料的极弧系数。与传统Halbach结构轴向磁场无铁心永磁电机相比,优化后的磁极组合型轴向磁场无铁心永磁电机,在保证气隙磁密大小一定的基础上,减少了永磁体用量,降低电机造价,从而提高了电机性价比。样机实验和有限元分析结果验证了所设计电机的正确性和有效性。     

基于Ansys的永磁同步电动机磁场分析与计算

利用有限元分析软件Ansys对永磁同步电动机内部电磁场进行分析计算,结合样机获得电动机空载及负载运行时的交、直轴电枢反应磁场,并通过Ansys的后处理功能得到空载时的气隙磁密和磁矢位分布图;在此基础上对永磁同步电动机的反电动势进行了分析计算,为永磁同步电动机的性能分析及设计提供了一定参考.     

无刷直流电机状态观测器的设计

从介绍扩展卡尔曼滤波算法原理人手，建立了以不导通相反电势为基础的无位置传感器无刷直流电机的状态观测模型，估算出电机转子位置和速度，最后对模型进行了仿真并给出了仿真结果。     

轴向磁场定子无铁心永磁电机的优化设计

本文以单位永磁体功率最大为目标,提出利用遗传算法和粒子群优化算法对一台三相8对极轴向磁场定子无铁心永磁电机进行优化设计。在建立电机磁场分析模型的基础上,提取五个变量,优化目标的同时约束输出功率、电流密度等电机性能。文章阐述了两种算法在该电机优化中的性能差异,并运用有限元软件对优化结果进行比对分析。仿真结果表明两种算法优化效果均很明显,解析法与有限元分析结果吻合,证明了电磁分析模型的准确性。     

干扰对消系统的非零带宽性能与延时匹配

分析了干扰信号非零带宽下,实际自适应干扰对消系统的频域特性和时域特性。非零带宽信号使系统时变,当带宽远小于中心频率时,系统可近似为自适应梳状滤波器。系统的平均收敛速度与总参考信号幅值成正比,干扰对消比随信号带宽的增大而减小。对耦合延时匹配进行了理论和仿真分析,分析表明,耦合延时匹配可以显著提高宽带干扰对消比和对消带宽,延时匹配越精确,对消效果越好。     

无磁轭轴向磁通风力发电机多目标偏好优化设计

为了实现小型风力发电机的高性能及微风启动，将3D打印赛钢塑料与混合Halbach阵列、模块化弹性定子铁心结合，提出一种无磁轭模块化轴向磁通风力发电机。根据设计要求，分析不同材料的重量，确定了电机的初步方案。在目标约束的基础上，以感应电动势波形畸变率为主要偏好，感应电动势、齿槽转矩为次要偏好进行优化设计。采用了改进的多目标遗传优化算法及响应面法对电机进行了多目标偏好优化，并与无偏好的优化结果对比，体现了偏好优化的优势。最后，通过有限元仿真及样机实验验证该电机性能。     

《电机学》课程改革探讨

电机学是电气工程与自动化专业一门专业技术基础课,因为该课程理论性强,涉及的基础理论和实际知识面广,因此一直是公认的难学难教的课程。为配合学校“厚基础,重应用“的教学体系改革原则,本文从电机学理论教学和电机学实验教学两方面对电机学课程改革进行了探讨,分别从课程体系、课程内容、教学方法三方面进行了详细叙述。     

轴向磁场永磁记忆电机多目标分层优化设计

为了同时实现新型轴向磁场永磁记忆电机的高性能及低成本,提出一种基于分层策略的多目标优化设计方法。通过在分析电机尺寸方程及灵敏度,得到影响目标的优化参数基础上,将所选的气隙磁密、永磁成本、轴向受力、感应电动势(electromotive force,EMF)、感应电动势波形畸变率(total harmonic distortion,THD)、齿槽转矩6个优化目标分为两个层次,从而实现方程组的降维;针对分层策略,提出一种结合中心复合表面设计(central composite face,CCF)和Box-Behnken设计(BBD)的分层响应面法(response surface method,RSM)。此外,基于罚函数和目标约束得到一种改进的NSGA-Ⅱ (NSGA-Ⅱ-M)多目标遗传优化算法。通过比较分层RSM和NSGA-Ⅱ-M给出的优化方案,并结合有限元仿真结果和样机实验结果,验证了所提出的电机多目标分层优化方法的可行性和有效性。     

基于PSPICE仿真的IGBT功耗计算

基于PSPICE仿真,结合无刷直流电机提出了IGBT功率损耗的估算方法,研究了IGBT功率损耗与开关频率和栅极电阻阻值之间的关系。