典型分数槽集中绕组永磁同步电机研究分析

永磁同步电机具有高效率、高功率密度、运行范围宽等优点,广泛应用于家用电器和工业设备领域。12S8P与9S8P是典型的分数槽集中绕组永磁同步电机,本文通过理论分析和电磁有限元仿真,对比两种电机的性能、转矩脉动以及激振力的特点,从而为不同领域中永磁电机槽极配合的选择提供支持。     

分数槽集中绕组永磁同步电机的电感计算

在少槽多极的分数槽集中绕组永磁同步电机中,存在幅值较大的次谐波和与基波绕组系数相同的高次谐波,特别是存在与基波绕组系数相同、转向相反、幅值很大、极对数与基波相差仅几对极的谐波。使得电机的电枢反应谐波磁场很强,与之相对应的谐波漏抗很大,电机的总漏电感很大,其基波励磁电感与传统短距分布绕组电机相比小很多。一般情况下,漏电感都比励磁电感还大。在对电机磁路进行理想假定的条件下,针对不同槽极数组合的单元电机,推导出该类电机电感参数的计算公式。其中,电枢反应基波励磁电感计算公式与传统的交流绕组相同,而电枢反应总电感和谐波漏电感计算不同于传统的交流绕组。     

绕组类型与极槽配合对永磁同步电动机性能的影响

主要研究了单双层绕组及不同的极槽配合对分数槽绕组永磁同步电动机性能的影响.通过建立8极18槽、16极18槽、20极18槽的单、双层绕组分布的永磁同步电动机的二维模型,得到绕组分布图.分别进行有限元仿真计算,得到各模型的磁力线分布图、电磁转矩波形、转矩脉动波形、齿槽转矩波形和空载反电动势波形,通过对这些波形的分析得出不同绕组类型与极槽配合对电机性能影响的规律.     

永磁同步电机分数槽集中绕组磁动势

对单元电机的单个线圈、线圈组、相绕组和三相绕组的磁动势进行了分析。当定子槽数为奇数时,除3的整倍数之外其他极对数的磁动势都存在,其中与基波绕组系数相同、转向相反、幅值最大的谐波极对数仅与基波相差1对极。当定子槽数为偶数时,除偶数和3的整倍数之外其他极对数的磁动势都存在,其中与基波绕组系数相同、转向相反、幅值最大的谐波极对数仅与基波相差2或者4对极。电机内部还存在幅值较大的次谐波以及绕组系数与基波相同的高次谐波,它们会对电机造成不良影响。电机高速运行时,这些谐波磁动势产生的磁场会在永磁体内感应出涡流,产生损耗,造成永磁体温升增加,甚至去磁。     

单齿拼块式集中绕组永磁同步曳引机的研究

针对应用于电梯主动力牵引场合的低速大转矩无齿轮永磁同步曳引电机领域,介绍新型单齿拼块式集中绕组铁心的结构设计和参数的分析选择,在结构设计中阐述关于槽满率、槽绝缘、拼接结构等关键点的控制,另外对影响性能的部分参数进行分析,提出了一些参数选择的见解。用一个样机实例来对比说明,并在文章最后用测试结果验证了此设计的合理性。     

分数槽在正弦波交流永磁伺服电动机中的应用

介绍分数槽绕组在正弦波交流永磁伺服电动机中的应用及实例.     

整数槽绕组与分数槽绕组

分别以整数槽绕组与分数槽绕组电机为例,对各自绕组的嵌法进行详细分析对比,通过实践验证均能达到设计要求.     

分数槽集中绕组永磁交流伺服电机定子磁动势及绕组系数分析

本文根据绕组电流产生磁动势的基本原理,使用Matlab软件对典型常用的几种分数槽集中绕组单元电机的定子磁势进行傅里叶级数展开,得到分数槽集中绕组磁势各次谐波的频谱图。通过对频谱的分析,得到分数槽集中绕组永磁交流伺服电机定子磁势的谐波分布规律。在磁势谐波频谱的基础上分析了分数槽集中绕组的绕组系数,得到了绕组系数分布规律及绕组系数表。为分析解决分数槽集中绕组永磁交流伺服电机其它问题打下基础,为电机的设计提供依据。     

三相分数槽永磁风力发电机的绕组排列

文章介绍了三相对称分数槽绕组永磁交流发电机的极、槽数匹配关系并讨论了ｑ〉１和ｑ〈１时绕组的排列。     

基于分数槽集中绕组永磁电机的绕组磁动势谐波优化

针对分数槽集中绕组的绕组磁动势谐波含量大的问题,本文基于12槽10极的槽极比模型,采用不等槽深结构对电机的绕组磁动势谐波进行优化。本文探究了不等槽深结构的不等槽深值对12槽10极单双层绕组磁动势的工作谐波和其他谐波的影响以及采用不等槽深结构对电机转子损耗的影响。通过仿真计算验证不等槽深结构对绕组磁动势的谐波削弱效果,并根据其对工作谐波和其他谐波的影响选择合适的不等槽深值。     

Winding Method to Reduce Vibration and Loss Caused by Fractional Slot of Synchronous Machine

Fractional‐slot windings are widely used in rotating machines in order to improve the output voltage waveform, increase the design flexibility, and gain many other advantages. However, fractional‐slot windings are known to produce different harmonic components such as an even order and/or fractional number of space flux harmonics compared to integral‐slot windings. These harmonics may increase stray losses and cause stator core vibration. This paper describes an analysis of space flux harmonics and proposes new winding methods such as “novel interspersed windings” to reduce these harmonic components. The proposed winding methods were verified by numerical analysis and model tests.     

YTW无齿轮永磁同步曳引机的开发和应用

介绍了无齿轮永磁同步曳引机在电梯行业中的发展方向并对其技术、生产和应用作了具体分析和研究。     

永磁曳引机结构及控制分析

对比分析永磁曳引机三种常用转子结构。在两种不同的控制方式下,采用磁场分析软件分别计算曳引机在额定工况下的输出转矩,并结合转子结构特点提出最佳控制方式。     

永磁直线同步电机推力波动约束

由齿槽力、边端力及法向吸力引起的推力波动是影响永磁直线同步电机(PMLSM)动态性能的主要因素。为了实现高速精密直接驱动系统,通过对PMLSM进行有限元分析建模,分析了齿槽力变化规律,利用傅里叶级数拟合得到齿槽力变化曲线;设计了齿槽力电流预测控制模型,对齿槽力引起的推力波动进行补偿;同时设计了扰动观测器对其他因素引起的推力波动进行补偿,进一步削弱了推力波动。最后,通过实验验证PMLSM推力波动补偿控制系统的有效性,补偿后电流和速度的波动都得到了很大改善,能够实现较高精度的直接驱动系统。     

无齿轮永磁同步电梯曳引机测试系统研制

无齿轮永磁同步电梯曳引机在电梯系统中的应用越来越广泛,其电气性能测试亦随之受到关注.介绍一种无齿轮永磁同步电梯曳引机整机性能测试系统的研制,详细说明了系统的组成、工作原理,重点阐述了制动器响应时间的测试等.该系统测试精度高、自动化程度高,应用中显示出良好的重复性和稳定性,具有较高的实用价值.     

A Flux‐Modulating Synchronous Machine with Permanent Magnet Excitation

This paper presents a novel type of flux‐modulating synchronous machine (FMSM) in which permanent magnets (PMs) are embedded in the stator back‐iron. The rotor has neither windings nor PMs. A prototype machine with an outer‐rotor configuration was designed and manufactured to validate the operating principle of the FMSM. The characteristics in the motor mode of the prototype machine were also investigated with a vector control system. The results of the investigations show that, as in surface‐mounted PM motors, the torque of the FMSM is predominantly generated by the PM flux and can be controlled using the armature current.     

基于DSP的无位置传感器永磁同步电机调速系统

利用TMS32 0F2 4 0DSP芯片设计了一套无位置传感器永磁同步电机调速系统 ,详细介绍了电机无位置传感器触发逻辑电路的设计 ,实验结果表明该系统的可行性和可靠性。     

背绕式有槽永磁同步电机的电磁场解析模型

以1台5 kW背绕式高速永磁同步电机为研究对象,建立其电磁场解析模型。将电磁场求解域划分为气隙子域、永磁体子域、槽口子域和槽子域,求解相应的拉普拉斯方程或泊松方程,解析模型计及电枢反应场、永磁场和定子开槽的影响。计算了该电机的气隙磁密、绕组磁链、绕组反电动势、齿槽转矩和电磁转矩,并将结果与二维有限元法计算结果和试验数据比较,比较结果说明了解析模型的准确性。最后以槽口开度为变量,研究其对气隙磁密分布和齿槽转矩的影响。     

兆瓦级永磁同步风力发电机永磁材料

针对永磁材料特别是钕铁硼永磁材料的特性,论述了在选择兆瓦级永磁同步风力发电机永磁材料时应遵循的原则和方法,以具体案例给出选择永磁材料时应注意的事项.