永磁无刷直流电动机结构对转矩脉动的影响

转矩脉动是影响永磁无刷直流电动机输出力矩稳定性和精度的主要因素之一。针对永磁无刷直流电动机结构,推导了其气隙磁密与反电势和转矩脉动的关系,分析了反电势波形对转矩脉动的影响,采用Ansys对电机永磁体的不同充磁方式和不同极弧系数条件下的气隙磁密和转矩脉动进行了仿真,得到了电机反电势波形并计算得到转矩脉动系数,对于无刷直流电动机的电磁设计具有较好的指导意义。     

转子分段斜极在永磁同步电动机中的应用分析

转子分段斜极是一种能有效削弱齿谐波、改善电机齿槽转矩和转矩脉动的方法.引入斜极系数、永磁转矩削弱系数以及磁阻转矩削弱系数分析了分段斜极对永磁同步电动机反电势波形和电磁转矩的影响,揭示了分段斜极和定子斜槽的区别,并提出了分段斜极转子轴向分段数的选择原则和最佳斜极角的计算方法.有限元仿真和实验结果验证了结论的正确性.     

永磁伺服电动机优化设计分析

对永磁伺服电动机优化设计若干问题进行了探讨。首先用分段计算法对斜极式永磁伺服电机进行有限元分析,得出斜极使反电势波形和转矩波动得到有效改善;其次采用闭口槽可以降低定位转矩和转矩波动;最后定性分析有关一体化充磁机的充磁头扭斜角度存在误差时造成反电势谐波和转矩波动变化。     

直流力矩电动机转矩波动测试方法的比较与分析

0引言国标GB10401-89《永磁式直流力矩电动机通用技术条件》,国军标GJB971A-99《永磁式直流力矩电动机通用规范》规定,永磁直流力矩电机转矩波动系数的测试可以用两种方法进行:(1)堵转法。电机正、反方向通以连续堵转电流,圆周四个不同电枢位置测量连续堵转转矩,正、反共八个,在八个数据中找出最大最小转矩点,然后按下式计算转矩波动系数:Kmb=TTmmaaxx- TTmmiinn×100%(1)(2)反电势法。电机安装在稳速转台上,恒速驱动作发电机发电,然后用记录仪记录下电机的反电势波形,从波形中找出电机反电势的最大最小点,其转矩波动系数Kmb按下式计算…     

一种表贴式永磁电机磁极结构优化研究

针对常规表贴式永磁电机气隙磁密波形正弦度差,导致电机反电势中谐波含量高、电机谐波损耗大,以及复杂结构形状永磁体在生产、加工、装配过程中容易造成废品率高等问题,提出一种由导磁金属块和永磁体共同构成的表贴式磁极结构。用有限元方法计算常规结构以及不同程度不均匀气隙结构的气隙磁密波形,进而由傅里叶分解得到各次谐波和正弦畸变率。仿真结果标明该结构可以有效改善气隙磁密波形和电机空载反电势的正弦度。最后采用遗传算法对实现偏心结构的导磁金属块尺寸进行优化,得到了使气隙磁密波形畸变率最小的尺寸参数。有限元计算结果显示,优化设计后,气隙磁密波形畸变率和电机空载反电势谐波含量明显减小。     

表贴式无轴承永磁电动机的设计研究

利用电磁场有限元法对表贴式无轴承永磁电动机进行了设计研究,提出了无轴承永磁电动机的设计特点,深入研究了永磁体极弧系数对无轴承电机的悬浮性能、气隙磁密以及反电势的影响。最后对样机进行了反电势的测试,测试结果和计算值吻合较好。     

实心转子永磁同步电动机气隙长度与性能研究

采用有限元法计算了实心转子永磁同步电动机在不同的气隙长度条件下的气隙磁密、空载反电动势、功率因数、效率和起动转矩,在计算过程中考虑了定转子相对运动及定子斜槽等因素;22 kW实心转子永磁同步电动机的计算和实验结果表明,电机气隙长度对气隙磁密、空载反电势、功率因数、效率和起动转矩均有较大的影响.     

对转结构永磁无刷直流电机的Simulink建模

反电势波形函数是永磁无刷直流电机建模的关键。本文针对对转结构永磁无刷直流电动机的反电势波形函数提出了一种计及齿槽效应影响的精确处理方法,即气隙径向磁密函数法。应用此方法建立了对转结构永磁无刷直流电机的Simulink模型,将仿真结果与有限元软件Maxwell的分析结果进行了比对。结果表明该方法可以提高系统模型的仿真精确性,为对转结构永磁无刷直流电机的性能和控制策略研究提供了基础。     

低速大转矩永磁同步电动机设计

结合一台15kW抽油机用直驱式永磁同步电动机,研究了低速大转矩永磁同步电动机的一般设计方法和相关问题;为消除低速时的转矩脉动,采用了分数槽绕组、合理设计极弧系数、定子斜槽等措施;用Ansoft软件对气隙磁密波形、磁场分布、反电动势波形的仿真结果表明,这些措施可以有效消除气隙磁场的高次谐波,进而消除低速时的转矩脉动;实际...     

一种新颖反凸极结构永磁同步电动机的设计与分析

针对具有凸极效应的常规永磁同步电动机的问题,即最大电磁转矩的功角大于90°,在负载运行时永磁体存在较大的退磁危险,提出一种具有反凸极效应的新结构永磁同步电动机,并分别对该永磁同步电动机和传统永磁同步电动机进行了有限元分析,得到了电机的气隙磁密波形和空载反电势波形,并进行了谐波分析,求出了交直轴电感特性和矩角特性曲线。与传统的永磁同步电动机相比,新结构电机不仅永磁体用量减少、气隙磁密波形更接近正弦波,而且具有反凸极特性,减小了电机退磁的危险;并且该电机的最大电磁转矩比传统结构电机提高3.33%,增强了电机的过载能力。     

3Y/3Y变极电机的绕组设计和转子槽漏抗计算法

针对36槽4／6极3Y／3Y变极电机绕组三支路感应电动势不平衡的问题,基于分裂线圈法,给出了绕组排列的新方法,确定了线圈分裂比。考虑转子导条集肤效应和磁场不同分布,采用正弦时变有限元法和能量法计算了不同极数下起动时和不同负载时的转子槽漏抗。通过绕组的重新排列和线圈分裂比的恰当选取,绕组的利用率得到提高,转子槽漏抗随负载增大而减小,与传统方法和实测值相比,考虑各转子槽饱和与分布不均匀的转子槽漏抗计算方法更加合理。     

数值解析结合法提高电机磁场后处理计算精度

气隙磁场对电机的性能分析十分重要，但是气隙网格的存在使电机磁场后处理计算难以达到满意的精度。采用数值解析结合法计算旋转电机磁场，气隙内无网格，转子可以自由转动，能方便地计算电机感应电动势和电磁转矩，并能容易地找到齿槽定位转矩的最大值，计算精度也相应提高。计算了一台非均匀气隙各相解耦永磁同步电动机的感应电动势和齿槽定位转矩，电动势波形和实验波形取得很好的一致，证明了方法的正确性和有效性。     

不同极槽配合电动汽车永磁同步电机弱磁性能及抗饱和能力研究

电动汽车永磁同步电动机需要宽的调速范围,但在高速弱磁时,铁心的饱和带来了较大的反电势失真和转矩波动,影响电机的运行性能。本文比较分析不同极槽配合的内置永磁同步电机高速弱磁工况的反电动势、电磁转矩和转矩波动情况。仿真分析表明,在高速弱磁条件下与分数槽电机相比,整数槽永磁同步电动机具有较高的反电势失真率和转矩波动;其中36槽8极电机弱磁能力最好,18槽8极电机转矩波动最小。     

定子齿顶偏心对压缩机用IPMSM振动噪音的影响

采用分数槽集中绕组的内置式永磁同步电机(IPMSM)变频驱动的压缩机,其振动噪声有增长的趋势且存在许多新的特征。为此,本文基于定子绕组电动势和电流的谐波,建立径向和切向电磁力的等效表达式,用以分析该种电机振动噪音的产生机理;提出用定子齿顶偏心结构来抑制绕组电动势谐波,从而抑制振动噪声;用有限元法计算了该结构多个方案的电磁振动噪声,并进行了样机制作和实验,表明定子齿顶偏心可有效降低分数槽集中绕组IPMSM变频驱动压缩机某些关键频段的噪音。     

轴向磁场磁通切换永磁电机定子结构参数优化

轴向磁场磁通切换永磁（Axial Field Flux-Switching Permanent Magnet,AFFSPM）电机是一种新型的盘式双凸极电机。以一台三相12/10极AFFSPM电机为例,在介绍其结构特点的基础上,采用全场域三维有限元分析方法,综合考虑感应电势和齿槽转矩两个方面,对该电机定子结构参数,包括定子齿宽、槽口宽及永磁体磁化厚度进行优化。对AFFSPM电机的进一步研究具有重要的实际意义。     

磁悬浮列车中直线发电机感应电动势的计算

对磁悬浮列车中，利用气隙磁场的一阶、二阶齿谐波发电的直线发电机进行了理论分析，导出了直线发电机电枢绕组在两种连接方案下感应电动势瞬时值表达式，继而导出了满足一阶齿谐波感应电动势同相位的条件，为磁悬浮列车中的直线发电机的设计提供了理论依据。     

双定子永磁电机内外定子绕组相轴相对位置确定方法

确定内外定子绕组相轴相对位置是双定子永磁电机设计安装过程中必须解决的问题.本文推导了永磁电机定子绕组相轴位置与电机设计参数关系的解析表达式,并分别以整数槽、分数槽绕组电机为例,将解析表达式求解结果与槽导体电势星形图分析结果进行对比;采用有限元方法分别计算了内外定子均为分数槽和内定子为整数槽外定子为分数槽两种情况下的双定子永磁电机电磁特性;最后测试了内外定子均为分数槽样机绕组的相电动势波形.研究结果表明:解析表达式分析结果与槽导体电势星形图分析结果完全一致,有限元分析结果与实验结果吻合很好,验证了理论分析的正确性.本文所得解析表达式能准确计算永磁电机定子绕组相轴位置,适用于三相60°相带分数槽双层分布式、集中式绕组电机及整数槽绕组电机.     

轴向充磁圆筒型永磁直线同步电机气隙磁场解析计算

介绍了一种基于许-克变换法的轴向充磁结构圆筒型永磁直线同步电机(TPMLSM)气隙磁场解析计算方法。首先采用许-克变换法计算出无齿槽时电机的气隙磁场;然后利用许-克变换法求取初级铁心开槽时的气隙相对比磁导函数,分析铁心开槽对气隙磁场的影响;最后通过无齿槽时的气隙磁场与有齿槽时的气隙磁场相对比磁导函数得到有齿槽时电机的气隙磁场分布。同时给出了该种充磁结构TPMLSM气隙磁场解析计算表达式,并以1台36/12极槽配合轴向充磁TPMLSM样机进行试验。试验结果证明空载气隙磁场的有限元分析值与解析值较吻合,空载电动势(EMF)计算值、试验测试值、有限元分析值一致。     

集中非叠绕组的绕组因数对电势谐波抑制

为了研究集中非叠绕组永磁同步电机绕组因数对电势谐波的削弱作用,给出了集中非叠绕组的元件连接方式,推导了集中非叠绕组的齿/极配合关系,并在此基础上讨论了集中非叠绕组的节距类型,分析了节距因数和分布因数对电势谐波的影响。分析结果表明:集中非叠绕组的节距因数只能消除电势相数次或相数的倍数次谐波,当每极每相槽数的最简分式分子为1时,分布因数对电势谐波没有削弱作用。为消除电势中特定次谐波,进一步提出了利用槽口因数来消除特定次电势谐波的方法。实例分析和样机研究验证了本文分析的正确性和所提方法的可行性。