基于磁齿轮调制的复合电机有限元分析

为了降低机械损耗,获得高转矩密度电机,研究了一种磁齿轮复合电机,该电机充分利用磁场调制型磁齿轮内部空间,将磁场调制型磁齿轮和永磁电机复合在一起。利用有限元软件建立磁齿轮复合电机二维有限元模型,分析了电机磁力线分布、气隙磁密及对应的傅里叶分析、感应电动势、稳态运行转矩、齿槽转矩等特性。仿真结果表明,此类复合电机磁力线分布均匀,气隙磁密对应的最大谐波次数符合设计要求,三相反电动势对称性好,内外转子转矩比与传动比一致,齿槽转矩较小。与传统永磁电机相比此类电机有很好的转矩传输比和较高的转矩密度,具有很好的应用前景。     

一种带自动弱磁装置的混合式转子永磁同步电机设计与研究

针对传统永磁电机内部磁场难以灵活调整的问题,提出了一种带自动调磁机械装置的混合式转子结构永磁同步电机。分别介绍了混合式转子结构电机和附加的机械自动调磁装置,并分析了电机运行原理。通过有限元仿真和机械动力学分析研究了电机在不同运行状态下,气隙磁密、空载反电势、转速-转矩关系以及机械装置的齿轮旋转角度等,验证了机械调磁装置的可行性与可靠性。结果表明该电机具有良好的磁场调节能力,为混合动力汽车驱动电机设计与恒压发电提供参考。     

电动车用轮式电机的研制

介绍了永磁外转子电机的设计、分析、制造及试验。重点讨论了如何设计磁钢的开头,使主极磁场中３次和５次谐波磁场分量达到要求值,从而提高电机的出力。用有限元方法计算了反电势波形,其设计值和试验值吻合得比较好。该电机已用在电动车上,试验和实践表明,所设计的电机能达到预期的性能指标。     

The Cycloid Permanent Magnetic Gear

This paper presents a new permanent-magnet gear based on the cycloid gearing principle, which normally is characterized by an extreme torque density and a very high gearing ratio. An initial design of the proposed magnetic gear was designed, analyzed, and optimized with an analytical model regarding torque density. The results were promising as compared to other high-performance magnetic-gear designs. A test model was constructed to verify the analytical model.      

Application of the Integrated Diode Synchronous Motor to Traction Drive Motors

In this study, a traction drive electric motor was designed with a new magnet‐free motor design technique where electromagnets are generated on a rotor by utilizing changes in the spatial second harmonic of the magnetic fields. To apply the proposed technique to electric motor design, balancing the rotor and stator magnetomotive force is important. This paper presents design methods for adjusting the rotor and stator magnetomotive forces. A test motor was designed with these design methods and evaluated using a motor bench. The analytical and measurement data indicated that the proposed motor performed comparably to magnet motors.     

异步电机气隙磁场谐波成份的验证

异步电机气隙磁场谐波方面的论述甚多，在定量验证方面很不够。本文用富立叶分析系统研究鼠笼式异步电机气隙磁场谐波，研究结果表明：（１）对半闭口槽转子，计算空载磁场齿谐波时仍然要计及槽磁导波的影响；（２）在额定负载情况下，在磁场频谱的最大齿谐波附近，出现一束较强的齿谐波束，证实了鼠笼条中负载电流引起较大的齿顶漏磁场，磁场中最大的齿谐波束引起的径向力波，是负载电磁噪声的激振源，也是负载电磁噪声比空载高的原     

新型永磁复合电机研究

永磁无刷电机内嵌到同心式磁性齿轮中,形成新型永磁复合电机。电机为内定子外转子结构,外转子输出低速大转矩,适合直接驱动。采用数值解析结合法计算复合电机磁场,电机三层气隙区域无网格剖分,内外转子可自由转动,方便感应电动势计算。电动势计算波形和实验波形比较,取得很好的一致。     

减速电机模块化设计

回顾我国减速电机产品开发和国外同类产品进入我国市场的历史,论述模块化设计概念和在减速电机设计中的应用,提出减速电机模块化设计的建议。     

齿隙非线性对闭环直流调速系统的影响

采用最佳工程法设计了电流和转速调节器结构,选择合适参数,用Simnlink建立仿真模型,对系统动态性能进行分析。并引入传动系统齿隙非线性因素,分析了齿隙位置和调节器参数对系统稳定性的影响。对机械传动和控制系统设计具有积极的指导意义。     

Design Method for Improving Motor Efficiency of Switched Reluctance Motor

The motor efficiencies of switched reluctance motors (SRMs) are inferior to those of permanent magnet synchronous motors. This paper describes a design procedure for an SRM to obtain a higher motor efficiency. The first step in the design procedure makes clear the principle for improving the motor efficiency. The cross‐sectional and axial shapes of the rotor and stator cores are designed by magnetic field analysis with the two‐dimensional (2D) and 3D finite element method. A high‐efficiency SRM with 12 stator poles and eight rotor poles is designed. The designed SRM was produced experimentally, and was tested to verify its performance. The motor efficiency was improved in comparison to the standard SRM with six stator poles and four rotor poles.     

交直流轮对电机跑合试验台控制系统设计

轮对电机组装完成之后,为了检查齿轮箱、电机轴承、轮对轴承等是否符合安装要求,需要对轮对进行跑合试验。从数据采集、交直流传动和智能测控这三个控制系统进行设计。数据采集系统设计采用传感器采集电机跑合过程中的振动、温度、转速等信号。交直流传动设计是为了满足交直流机车电机传动的需求。智能测控设计采用研华工控机作为控制终端,用MCGS组态软件和485通讯实现试验过程数据自动采集等功能。试验装置具备手动和自动两种功能,具有控制精度高等优点。     

大功率永磁辅助同步磁阻牵引电机磁极优化

永磁牵引系统是下一代轨道交通的发展方向,但高速惰行、带速重投和匝间短路等难题阻碍了永磁牵引的应用,永磁辅助同步磁阻电机是解决上述难题的最佳选择。总结了永磁辅助同步磁阻电机的设计方法,设计了3层U型磁障大功率牵引驱动电机,给出了各层磁障对应的极弧系数和磁障张角以及永磁体最佳尺寸比。提出用偏心气隙结合不均匀磁桥对磁极结构进行优化。发现气隙比为1.63时,抑制转矩脉动的效果最佳;而不均匀磁桥不仅可以降低转矩脉动,还使转子的机械强度得到提高。对所设计的380 kW永磁辅助同步磁阻牵引电机的分析表明,所提出的方法可有效地降低转矩脉动。     

Advantages of switched reluctance motor applications to EV and HEV:design and control issues

Land vehicles need their drivetrain to operate entirely in constant power in order to meet their operational constraints, such as initial acceleration and gradability, with minimum power rating. The internal combustion engine (ICE) is inappropriate for producing this torque-speed profile. Therefore, multiple gear transmission is necessary with the ICE in a vehicle. Some electric machines, if designed and controlled appropriately, are capable of producing an extended constant power range. The purpose of this paper is to investigate the capabilities of the switched reluctance motor (SRM) for electric vehicle and hybrid electric vehicle applications. This investigation is carried out in two steps. The first step involves the machine design and the finite-element analysis to obtain the static characteristic of the motor. In the second step, the finite-element field solutions are used in the development of a nonlinear model to investigate the dynamic performance of the designed motor     

基于Cortex-M4内核的自寻迹小车系统设计

设计采用Cortex-M4内核的 MK60FN1M0VLQ15 32 位单片机作为核心控制单元（MCU）,通过0V7725数字摄像头提取跑道实时图像,用欧姆龙公司的旋转编码器作为速度检测装置,同时使用无刷直流电机作为传动装置,用舵机控制转向以及7.2 V锂电池构成整个运动控制系统。在软件设计上对二值化之后的图像中心线采用斜率拟合算法寻找最佳路径 ,运用PD控制算法处理舵机,PID 控制算法调节直流电机的转速,从而完成整个系统的的闭环控制。     

变频调速对电机转矩和损耗的影响

介绍变频对异步电动机转矩、损耗等的影响 ,提出了变频调速系统对异步电动机的设计要求 ,并根据电磁计算方法和程序实际设计了三相异步电动机 ,与实验结果吻合     

磁阻式无刷双馈电机的转子结构及其性能分析

把磁阻式结构与绕线式转子结构相结合,提出一种具有磁阻式无刷双馈电机的转子结构。该转子结构既保持了绕线式转子绕线接线方式的灵活性,又发挥了磁阻式转子对磁通的导向作用,改善了电机的磁场调制效果,可以很好地实现转子与定子两套绕组耦合能力实现最大化。对磁阻式转子结构的无刷双馈电机的设计原理和方法进行了详细分析,以一台30k W样机为例说明了磁阻式无刷双馈电机的功率分配曲线、气隙磁通密度曲线和电机效率,并与磁障结构的磁阻式、加入笼条的磁阻式转子无刷双馈电机在同等条件下的电机输出功率作对比。最后对无刷双馈发电系统的动态特性进行样机实验,实验结果表明采用该方法设计的磁阻式无刷双馈电机具有优良的性能。     

电动车用外转子永磁无刷直流电动机的研究

本文介绍电动车用高效外转子钕铁硼永磁无刷直流电动机。电机直接装于车轮产生转矩，取消差动齿轮和变速器，减小功消耗和提高效率。通过电磁场理论分析，也介绍了减小力矩波动的方法和无刷电机弱磁控制概念。     

新型永磁调磁式磁齿轮的设计与优化

为了提高磁齿轮的输出转矩和运行转速、减小永磁体的涡流损耗,提出一种新型永磁调磁式磁齿轮,分析其工作原理和转矩特性,结果表明相比较传统的磁齿轮,新型永磁调磁式磁齿轮具有传动效率高、转矩密度高、可高速传动的优点。在此基础上,为了获得新型磁齿轮的最优结构参数,以提升输出转矩和减小齿槽转矩为优化目标,提出一种基于参数敏感性和响应面法相结合的多目标优化方法,对新型磁齿轮的永磁调磁块、外转子及内转子永磁体等结构参数进行优化设计,利用有限元法分析优化前后新型磁齿轮的电磁性能,表明多目标优化方法可进一步提升新型磁齿轮的输出性能,为其应用和优化设计奠定了基础。     

一种Halbach磁体结构同心磁力齿轮传动装置的设计和实现

提出了一种使用Halbach磁体结构产生磁场,并对磁场进行调制的同心磁力齿轮传动装置。该传动装置由机壳、安装在机壳内腔的悬臂式的外转子和内转予组成。内、外转子永磁体之间有调磁环。调磁环由铁心块组成,并固定在机壳的端板上。磁体结构采用Halbach阵列,得到的气隙磁密接近正弦分布。对样机测试后表明,该装置取得了较好的正弦磁场分布、稳定的转速比值和较高的传动效率。