采用新型磁性槽楔的永磁同步电机分析

针对磁性槽楔能够改善电机气隙磁导波形,减小气隙磁密谐波,削弱电机齿槽效应,从而减小电机损耗和转矩波动,提高电机效率的优异特性,提出一种新型的叠片式磁性槽楔。该结构能够进一步优化开口槽电机的气隙磁密波形,降低齿槽转矩,减小电机损耗,同时又不会影响电机定子槽漏抗。本文用解析法分析磁性槽楔磁导率对于气隙磁密谐波以及定子槽漏抗的影响,通过一台130kW的永磁同步电机模型,运用有限元仿真分析比较叠片式磁性槽楔与普通磁性槽楔的电气性能。     

切向结构永磁同步电机的非导磁衬套研究

首先分析了切向结构永磁同步电机非导磁衬套厚度的影响因素,提出了磁钢厚度的约束条件.探讨了气隙δ恒定情况下欲保持气隙磁密Bδ不变时极对数p与磁钢厚度hm之间的关系,研究了气隙δ、漏磁通(j) σ恒定时极对数p与非导磁衬套厚度t的关系;然后分析了气隙δ变化情况下欲保持气隙磁密Bδ 恒定气隙δ和磁钢厚度hm的关系,讨论了气隙δ变化、漏磁(j) σ恒定情况下气隙δ和非导磁性衬套厚度t的关系;并进一步揭示了气隙磁密Bδ、漏磁(j) σ恒定时气隙δ、磁钢厚度hm、非导磁衬套t之间的关系.     

基于Ansys Maxwell的气隙边缘效应对电感参数的影响

鉴于气隙对高频磁性元器件的电气参数影响较大,本文建立应用于Boost电路的电感器模型,采用Ansys Maxwell有限元分析,研究了气隙电感气隙长度与布置对电感量与磁场强度分布的影响。结果表明：磁芯中添加合适的气隙,可以降低磁芯的磁密,增强其抗饱和能力,电感量有所下降。通过对比不同开气隙结构的磁芯模型,可以选用中、边柱底部开气隙的磁芯结构进行Boost电感设计,但需结合实际测试进行评估确定。     

不同磁极结构对高速永磁同步电动机磁场影响分析

针对不同磁极结构的高速永磁同步电动机的磁场分布,分析了传统、不等厚、Halbach型磁极结构,建立了2极和4极高速永磁电机的有限元分析模型,对比分析了3种磁极结构的高速永磁电机气隙磁场的分布特点,讨论了3种磁极结构使用场合。结果表明:传统磁极结构的气隙磁密更高,Halbach型磁极结构具有较好的磁屏蔽作用,且相对于2极电机4极电机可更好的发挥磁钢性能,不等厚磁极结构具有较大的漏磁,虽可减小齿槽转矩,但增加永磁体的用量。     

应用于双向功率变流器的新型平面化集成磁件

这里提出一种新型EIE结构耦合电感器应用于两两对称耦合的四相磁集成双向DC/DC变换器(BDC)。根据电感集成原理和磁路等效原则,分析其磁通及气隙分布,建立起考虑边缘磁阻和气隙磁阻的磁路模型,推演出耦合磁件自感、互感及耦合系数,给出可实现磁通对称化和解耦集成的设计原则和方法。该结构耦合电感器可实现耦合系数高自由度调节,并解决了传统E型铁心构造的耦合电感器中边缘气隙磁通损耗较高的问题。通过有限元仿真和实验证明了磁路理论和设计方法的正确性及在稳态损耗、暂态响应和效率等方面的优越性。     

截获漏磁通式磁性槽楔提高电机负载能力的研究

本文试图从理论上解决磁性槽楔对电机的效率和负载能力的影响问题,并提出了“有截获槽口漏磁通作用的绝缘拼接式磁性槽楔”的方案,既起到抑制齿谐波的作用,又不加大齿间漏磁,而且将原有槽口漏磁和一部分槽坑漏磁引导至气隙,使这些无效磁通转化成有效磁通,从而使电机不但能提高效率和功率因数,而且能提高其负载能力。     

高频电感器线圈损耗分析与交错气隙布置

通过对高频电感器线圈损耗的详细分析 ,发现电感器的旁路磁通会在线圈上引起额外损耗。在此基础上 ,提出一种新型气隙设计方案与铁心结构。在该结构下 ,铁心的气隙沿铁心柱交错布置 ,减少了穿越线圈窗口的旁路磁通。与通常的EE、EI型铁心电感器相比 ,它有效降低了线圈损耗。采用有限元分析软件对这种新型气隙设计方案进行了分析与验证     

“E王E”形耦合电感器的设计及其在交错并联磁集成双向DC-DC变换器中的应用

为了克服传统EE形耦合电感器的气隙过于集中、磁压和磁通分布不均匀、气隙离绕组过近等缺点,提出一种"E王E"形耦合电感器结构,建立了磁路模型,给出了设计方法。通过仿真和实验证明,该结构增加了一条并联气隙磁路从而使磁路的磁压和磁通分布比较均匀,磁路的磁阻减小,电感因数和耦合强度增大;气隙远离绕组从而减小气隙扩散磁通和旁路磁通及绕组涡流损耗;绕组绕在长宽比较小的铁心中柱上从而减小绕组长度;所给出的改进磁路模型和设计方法可以用于这种耦合电感器的设计;将这种耦合电感器用于交错并联磁集成双向DC-DC变换器,具有输出电压纹波小、电感电流波形平滑、毛刺少、开关管开通和关断时的电流尖峰小等优点,并且可以有效地提高电路的轻载效率。     

一种带电磁屏蔽的绕组混合绕制非接触变压器

非接触变压器的耦合系数是影响感应式无线电能传输系统效率的关键因素。为提高非接触变压器的耦合系数,同时尽量减小其体积重量,提出由平面绕组和垂直绕组构成的绕组混合绕制的非接触变压器。然而垂直绕组的引入使得变压器外侧增加了一个新的漏磁路径。为抑制该漏磁,提高耦合系数,选择金属铝进行电磁屏蔽。通过磁路分析给出了屏蔽层的最佳长度公式。最后,为验证变压器有效性及优化方法正确性,制作了一个新型变压器并进行对比实验。与现有变压器相比,在10 mm气隙下,变压器耦合系数从0.523提高到0.583,尺寸从90 mm减小到73 mm。     

旋转电机用各向异性磁性槽楔

在开口槽的旋转电机里,比如大型异步电动机,在气隙内呈现较大的磁通波动和等效气隙长度增加。前者增大铁心损耗,而后者导致大的磁化损失,以致降低电机的效率。采用磁性槽楔可减少上述损耗。迄今为止使用的均是各向同性的磁性槽楔,通过它们的漏磁增加以及转矩,特别是起动转矩降低。日本日立公司研究所研制出一种各向异性的磁性槽楔,其宽度方向的磁导率比厚度方向的磁导率要小得多。可通过控制该槽楔在宽度和厚度方向的磁导率来降低气隙内的漏磁和磁通波动。用一台交流发电机作为试验样机。电机的励磁绕组由直流电激励。电机的技术条件     

交错并联变换器中无气隙集成磁件耦合度研究

集成磁件的耦合度影响着交错变换器的稳态和瞬态性能。论文提出了可以改变耦合度的平面集成磁件．分析了磁芯在没有气隙的情况下改变电感耦合度的原理,给出了耦合电感耦合度和磁芯设计的数学表达式。利用磁场仿真分析软件比较了不开气隙集成磁件和传统集成磁件的电感量、耦合度和绕组损耗,结果表明不开气隙集成磁件比传统集成磁件具有诸多优点。...     

混合磁路多边耦合电机的基础研究

在永磁感应子式电机中,由于铁芯叠片间隙的影响,轴向充磁的永磁体产生的气隙磁场沿轴向分布很不均匀,制约着单位铁芯长度的出力和电机性能体积比的提高。提出了一种混合磁路多边耦合电机,对混合式步进电机永磁体产生的气隙磁场沿轴向分布不均匀的问题进行了补偿。     

多通道交错并联反激变换器磁集成技术研究

采用谐波分解方法揭示了电压调整模块电感耦合带来通道电流谐波消除的内在机理。在反激变换器中,交流线圈损耗可由变压器分量损耗和电感器分量损耗2部分组成。在中小功率场合,变压器的电流纹波较大,电感器分量带来严重的气隙扩散磁通效应往往成为线圈涡流损耗的主要因素,因此,结合多通道耦合电感技术和反激变压器的线圈损耗特点,提出多通道交错并联反激变换器磁集成技术,以减小电流纹波,改善线圈的电感器分量损耗和磁芯损耗,并通过理论分析和实验加以证明。     

大电流电感直流工作特性的改进

低压、大电流输出的电子设备要求直流滤波电感具有良好的直流工作特性.增大磁芯气隙可以明显地改善磁芯材料的磁化特性,扩大其恒导范围.本文通过分析气隙电感所存在的问题,在不改变滤波电感已有任何参数的情况下,采用在磁芯气隙中加入永磁体来产生反向预磁化,改变电感起始工作点,扩大磁芯的恒导工作范围,提高了电感的直流工作特性.测量结果表明这种方法具有较好的效果.     

无刷直流电机转子磁瓦表贴固定工艺研究

针对无刷直流电机固定磁瓦的胶黏剂固化时间长的问题,分析计算磁瓦受力获得胶黏剂的最小粘接强度,开发验证热固胶,以实现磁瓦的快速固定。通过高温、低温、高温高湿、冷热冲击、高温及时试验验证了胶黏剂完全固化后的稳定性。结果表明,固定磁瓦所需的最小粘接强度为5.81 MPa,AC451胶水在60℃/20 min的条件下粘接强度为15.6 MPa,可实现磁瓦的完全固定。动平衡检测后随平衡泥室温固化5 h,胶水的粘接强度达到22.2 MPa,满足各项型式试验,且安全、可靠,具有广泛的工业应用前景。     

两相“IHHI”形耦合电感的设计与应用

为了适应多相交错并联磁耦合变换器对耦合电感的要求,降低耦合电感对其它元器件的电磁干扰,降低电感加工难度和材料成本,提高电感效率,提出了一种适用于两相交错并联磁耦合变换器的"IHHI"形耦合电感结构。分析了其改变电感耦合度的原理,给出了相关铁芯设计的数学表达式,并通过有限元仿真和实验验证了所提"IHHI"形耦合电感结构的有效性及其磁路模型的可行性。将"IHHI"形耦合电感用于交错并联磁集成双向DC/DC变换器,具有输出电压纹波小、电感电流波形平滑、毛刺少、开关管开通和关断时的电流尖峰小、效率高等优点。     

磁集成高增益Zeta变换器研究

针对传统升压变换器升压能力不足的问题,提出一种改进型磁集成高增益Zeta变换器.分析了该变换器的工作原理以及工作模态,推导了输出电压增益公式,分析了二极管、开关管、电容的电压应力,引入磁集成技术对电感进行耦合,减小了变换器体积和电感电流纹波.与传统Zeta变换器相比,电压增益提高了(3D+1)/D倍,电感电流纹波减小1...     

一体化成型电感铁粉心软磁复合材料研究进展

一体化成型电感是具有小体积、超薄和大电流下应用的新型功率电感器,对其制备材料的研究主要集中在铁粉心软磁复合材料上。分析了一体化成型电感的国内外研究和生产状况及其对铁粉心材料的要求。综述了铁粉心材料的理论、实验研究进展,分析了现行一体化成型电感用铁粉心材料研究中的不足,指出了一体化成型电感用铁粉心材料的研究重点是提高其磁导率。最后展望了铁粉心材料未来的发展趋势。     

高频感应子发电机漏磁系数的确定

通过对特殊结构的高频感应子发电机的磁路计算，较准确的求出了其漏磁系数，为该类感应子发电机在几何尺寸和电磁性能方面的优化设计提供了参考依据，并由此验证了用经验数据选取永磁类感应子发电机漏磁系数的正确性。