混合励磁无刷爪极电机磁场三维有限元分析

提出了一种新结构混合励磁无刷爪极电机。电机的磁场由爪极极面上永磁片、爪极极间永磁片和无刷爪极转子上的电励磁绕组三部分共同建立。采用三维有限元方法对所提出的一台六对极新结构混合励磁无刷爪极电机样机的空载磁场进行了分析,给出了三维有限元分析模型,计算了不同励磁电流时的电机气隙以及铁心中的磁场分布,给出了不同电励磁电流时气隙和转子的磁场分布图。由此证明了通过电励磁电流的调节可方便地改变电机气隙磁密。     

爪极电机的三维有限元建模与仿真

针对爪极发电机复杂的内部磁场计算问题,该文利用Ansoft软件的Rmxprt模块生成某电励磁爪极发电机的三维有限元模型,并在Maxwell 3D中对模型进行了优化,结合电机绕组的电路模型,构建了电机三维瞬态仿真模型。在此基础上,对发电机的空载输出电压进行了仿真,仿真波形与实测空载电压波形符合较好,验证了模型的正确性。最后,利用Ansoft后处理功能,分析了电机气隙磁场分布特性。     

新型混合励磁无刷爪极电机磁场调节特性的三维有限元分析

针对电励磁爪极发电机效率低、永磁爪极发电机磁场调节困难的问题,提出一种新型的混合励磁无刷爪极发电机,它采用无刷结构,励磁绕组通过励磁支架固定在端盖上,由永磁体和励磁绕组共同作用产生气隙磁场,永磁磁场与电励磁磁场为并联关系.文采用三维有限元法对电机的空载磁场分布及磁场调节能力进行分析,分析结果表明:新型混合励磁无刷爪极发电机具有功率密度高、高效、可靠性高、转速调节范围更宽等特点.     

混合励磁双凸极电机三维有限元仿真与数字电压调节技术

并列结构混合励磁双凸极电机的励磁磁链由永磁体和励磁绕组共同产生。建立了该种电机的三维场仿真模型并进行了发电机空载情况下的仿真,所得的空载电压仿真波形和实验结果一致,仿真还得到了励磁电感的大小。通过辨识的方法获得了发电机的传递函数,其中励磁时间常数对应的极点占了主导地位。针对获得的发电机传递函数,利用Matlab软件设计了数字PI调节器的参数。构建了基于TMS320VC33的数字电压调节器,对混合励磁双凸极发电机进行了调压实验,实验结果验证了辨识方法和仿真模型的正确性。     

混合励磁爪极电机起动发电系统控制策略研究

随着汽车用电需求的增大,汽车爪极发电机功率有了很大提高,就可以利用爪极电机增加电动功能构建起动/发电系统以减小汽车怠速时燃油消耗和污染物排放。针对爪极电机漏磁大、起动转矩小等问题,提出在电机爪极间隙增加永磁体搭建混合励磁爪极电机起动/发电系统。分析了该电机电动、发电驱动原理,给出了电动、发电控制策略。对起动/发电系统运行过程进行了仿真分析,仿真结果表明混合励磁爪极电机起动/发电系统能够提供较大转矩带动发动机起动,发电运行时有很好的调压控制性能以及较宽的转速范围。     

基于Ansoft的混合励磁爪极电机磁场分析和计算

介绍了几种不同结构的混合励磁爪极发电机的工作原理和磁场特点,包括串励式与并励式混合励磁等各种结构。通过分析它们各自的磁路与磁场分布特点,并将纯电励磁爪极发电机的输出能力与混合励磁爪极发电机的输出能力进行了对比分析,着重阐述了并励式混合励磁相对于电励磁与串励式励磁的优点。用三维有限元方法分析与计算了该结构电机的空载磁场及电感参数。     

采用三维有限元设计高速爪极式永磁电机

设计并制造了一台以采用软磁复合材料的爪极式永磁电机,结构复杂,通过三维有限元分析,对该电机的磁通、磁链、电感、转矩和铁耗等参数的计算提出了解决方法,通过与样机实验结果相比较,证明了所用方法的正确性,得到的结论对软磁复合材料的应用及爪极式电机的设计与分析都具有一定参考价值。     

混合励磁无刷爪极发电机的动态响应仿真

混合励磁无刷爪极发电机具有非线性、多耦合的特征,基于单神经元自适应PID控制方法,在MATLAB/Simulink中建立了它的动态响应仿真模型。该模型基于有监督的Hebb学习规则,通过在线动态调整加权系数,达到了在线控制的目的,不仅结构相对简单,而且具有较高的控制精度和鲁棒性,能应对复杂环境参数的变化。动态响应仿真结果表明,随着转速的变化,系统能自动调整励磁电流,使得发电机输出电压保持在稳定的水平,动态特性好。     

基于三维等效磁网络法计算混合励磁爪极发电机负载特性

用三维等效磁网络方法计算了一台新型混合励磁爪极发电机负载特性.传统的电路法和磁路法不适合求解此类发电机电磁场.等效磁网络方法计算时间短且计算精度较高,在给出新型结构发电机三维等效磁网络模型的基础上,进一步通过计算得到混合励磁爪极发电机负载特性,最后给出输出电流优化结果.与有限元计算结果的一致性验证了计算结果的有效性,对混合励磁发电机的优化设计具有一定的理论参考价值.     

基于模糊自适应PI的混合励磁爪极发电机控制系统研究

在给出混合励磁爪极发电机数学模型的基础上,建立了基于模糊自适应PI的控制系统.系统具有响应快、动态性能好、控制灵活等优点.对控制系统进行仿真;仿真结果验证了控制系统的实效性,对于爪极发电机控制系统设计具有一定的理论参考价值.     

新型混合励磁无刷爪极发电机磁场调节特性的有限元分析

针对电励磁爪极发电机效率低、永磁爪极发电机磁场调节困难的问题,提出一种新型结构的混合励磁无刷爪极发电机,该电机由永磁体与励磁绕组共同作用产生电机磁场,通过改变励磁电流的大小和方向,可以实现电机磁场的调节,同时励磁绕组静止,取消了电刷-滑环结构,实现了无刷化,提高了发电机工作的可靠性。由于电机结构及磁路的复杂性,采用三维有限元法对电机的空载磁场分布及磁场调节能力进行了分析,分析结果表明:在结构参数相同的情况下,与电励磁爪极发电机相比,新型混合励磁无刷爪极发电机具有气隙磁通密度高、磁场调节范围宽和低速输出性能好的特点。     

基于分区控制策略的混合励磁双凸极电机控制系统研究

混合励磁电机在保留永磁电机许多优点的同时,能克服永磁电机气隙磁场难于调节的缺点。当前,对混合励磁电机的研究主要集中在混合励磁的原理分析、电机基础理论分析等方面,而对电机的控制策略、调速方法等方面的研究相对较少。混合励磁双凸极电机是一种磁通可控的定子永磁型双凸极电机,根据该电机的运行原理建立了采取分区控制策略,实现调压、调磁、调速之间动态、协调控制的Matlab仿真控制系统。仿真结果表明:采用分区控制策略,增磁时可以提高系统的响应速度,弱磁时可以有效拓宽电机的调速范围,从而能满足在电动汽车等需宽调速范围的应用场合。     

串联磁路混合励磁爪极同步发电机的结构设计

针对电励磁爪极电机效率低、永磁爪极电机磁场调节困难的问题,探讨一种新型串联磁路混合励磁爪极同步发电机,分析其结构及其工作原理,利用磁路计算方法和三维有限元的分析对电机进行了仿真,确定了合理的磁钢厚度和合适的极对数。     

混合励磁爪极发电机的磁场调节特性分析

针对电励磁爪极发电机输出功率较低、永磁式爪极发电机磁场不可调节的缺点,研究了一种特殊结构的混合励磁爪极发电机。阐述了该发电机的结构组成、工作过程及磁场调节原理,利用三维电磁场有限元软件JMAG分析了其空载磁场分布情况及磁场调节特点。结果表明,与相同结构参数的电励磁爪极发电机相比,混合励磁爪极发电机具有更高的气隙磁通密度和更宽的磁场调节范围等优点,为进一步深入探索爪极发电机提供了一定的理论基础和技术参考。     

永磁外转子爪极电机的爪极外形研究

本文针对永磁外转子爪极电机爪极形状的特殊问题,在对该种爪极电机的结构及运行机理简要介绍的基础上,从爪极的根部、尖部以及外形入手深入研究了该种电机的特点。先分析了爪极电机的爪极中爪尖和爪根厚度对电机漏磁的影响;然后提出了爪极电机的三种不同爪极外形,利用强有力的有限元分析软件建立了该种电机三维电磁场分析的仿真模型,给出了三种爪极外形电机的气隙磁密和整个定子的磁密分布,并计算得到了三种电机的空载反电动势波形;最后通过对三种外形结构爪极电机的对比分析,总结了不同爪极外形结构电机的特点及应用领域。     

混合励磁双凸极电机提前角控制策略研究

为提高混合励磁双凸极电机在半桥功率变换器供电方式下高速运行时的输出转矩,以定、转子极弧为15°/20°的12/8极混合励磁双凸极电机为研究对象,在对标准角控制策略研究基础上,提出了提前角控制策略,并对不同提前角对电机相绕组电流和输出转矩的影响进行了理论分析和仿真研究,达到了预期目的。     

串联磁路混合励磁爪极发电机的结构设计和特性

针对电励磁爪极发电机效率低、永磁爪极发电机磁场调节困难的问题,提出了一种串联磁路混合励磁爪极同步发电机,利用磁路计算方法和三维有限元的分析研究了这种新型电机各部分的磁通密度大小,确定了合适的极对数和合理的磁钢厚度,探讨了这种新型电机的空载特性、外特性和调节特性.研究表明:串联磁路混合励磁爪极发电机合适的极对数为2,且磁钢厚度存在一个较为合理的优化值;相对于电励磁爪极发电机,它实现了励磁电流的双向控制;相对于永磁爪极发电机它使得输出电压的可调,在更宽的负载范围内实现了输出电压的恒定;在参数相同的情况下,与电励磁爪极发电机相比,该电机具有更高的气隙磁通密度和功率密度.     

新型永磁外转子爪极电机的特性仿真

为了研究具有特殊结构的新型外转子爪极电机的运行特性,在对电机的结构、材料、特点以及运行机理进行分析的基础上,利用有限元分析软件,建立了对电机进行三维电磁场分析的仿真模型。采用场路耦合分析方法,通过ANSYS和CASPOC系统仿真软件的耦合计算,得到了在发电和电动两种状态下的系统仿真特性。仿真结果表明,该种电机具有功率密度和转矩密度大的特点,在发电和电动状态都表现出良好的运行特性。     

混合励磁爪极同步电机磁路结构及其调磁性能

在分析轴向/径向磁路混合励磁同步电机磁路与性能优缺点的基础上,提出了四种新结构轴向/径向磁路混合励磁爪极同步电机。详细分析了这四种电机的拓扑结构及磁路,给出相应的磁路图。采用三维有限元技术计算了不同励磁电流时电机气隙磁通。分析与计算结果表明,所提出的四种结构的混合励磁爪极同步电机,均具有较好的调磁性能,其中非对称交错永磁电机的弱磁和增磁性能最好,可满足宽调速同步电动机的需要。     

混合动力车用混合励磁爪极皮带式起动发电机多领域仿真分析(英文)

传统爪极电机通过调节励磁电流控制气隙磁通,用以满足变负载运行时恒压向蓄电池供电,但由于漏磁大,导致输出能力小、效率低等缺点,满足不了目前混合动力汽车供电要求。该文设计了一种42 V供电系统混合动车用混合励磁爪极皮带式起动发电机(belt-starter-generator,BSG),通过在爪极间镶嵌磁钢来减小爪极间漏磁,提高电机功率密度和低速输出能力。采用磁路法和三维有限元法分析了BSG电机结构及其原理,基于机械、模态和热工多领域综合仿真分析方法解决高密度电机极限能力分析与优化设计。仿真分析得出样机在电动模式下,可以获得起动转矩起动引擎,在发电模式下,可以在宽速度变化范围内输出恒定的电压向蓄电池供电。实验数据和三维有限元计算结果与理论分析一致,样机具有漏磁低、输出能力大、输出特性硬等优点,该电机的设计在混合动力汽车中具有广泛的应用前景。