永磁同步电机的变频调速研究

无励磁损耗和自身体积较小是永磁同步电机的一大优势所在。本论文的主要目的是永磁同步电机进行建模与分析,基于ANSYS Maxwell建立外转子永磁同步电机的有限元仿真模型,并基于该模型对电机磁场及各项电磁性能进行仿真计算与分析,已达到对永磁同步电机变频调速研究的需求,对电机进行建模与分析。确定电机参数包括性能指标要求、定子、电枢绕组、转子参数,建立用外转子永磁同步电机的模型并对其进行参数计算和仿真,并对计算结果进行分析。     

摆线副结构永磁复合电机的设计与分析

将摆线液压马达与永磁同步电机相结合,设计一种定转子为摆线副结构的永磁复合电机,给出了该电机的运行机理、电机各部分的设计方法,确定了永磁体的布置方式;对所设计电机进行有限元仿真,对比径向、切向电磁力大小,与同尺寸永磁同步电机输出转矩和功率进行对比.结果表明:所设计的复合电机能够提高切向电磁力的比例,增大电机的输出转矩,提...     

基于VB的永磁同步电机设计及优化平台

为解决传统永磁同步电机由于设计计算和查表工作复杂、耗时长、计算修正参数过多而导致精确性较差等的问题,将禁忌算法和模糊控制应用到传统永磁同步电机设计中,利用Visual Basic编写程序,对永磁电机磁路法设计过程进行了编程,建立了动定子结构尺寸和电机工作特性曲线之间的关系,提出了一种优化电机效率和功率因素,调整电机结构尺寸的方法;利用有限元软件对永磁同步电机的电感、功率等几个重要参数加以验证,并进行了瞬态仿真试验。仿真试验结果表明,该优化方法可提高电机的功率因素和效率,减小定子的电流密度,并可有效地优化永磁同步电机。     

基于ANSYS的盘式永磁同步电动机转子的结构分析

盘式永磁同步电动机的转子是盘式永磁电动机的重要部件,它直接影响着电机的可靠性及功率密度。运用ANSYS有限元分析软件对转子盘体的应力和变形分布规律进行了分析研究,为转子结构的优化设计提供了依据,对提高盘式永磁电动机的功率密度具有重要意义。     

开关磁阻电机调速系统综述

开关磁阻电机调速系统是由开关磁阻电机、功率变换器、控制装置、角位移传感器和驱动电路5部分安装在一起的一种新型机电一体化调速装置,它的效率在很宽的调速范围内可大于87%,电机结构十分独特,转子上无绕组或永磁体定子为集中绕组,其绕组安装容易,端部短而牢固,比传统的直流电动机、同步电动机和异步电动机都简单,制造和维修十分方便。同时,开关磁阻电机控制方便,可以四象限运行,具有结构简单、体积小、质量轻、工作可靠、控制方便的优点,其性能和经济指标优于普通的异步电动机调速系统。     

混合式永磁同步电机弱磁性能的研究

针对传统永磁同步电机弱磁性能不佳的问题,提出了应用混合式结构来改善永磁同步电机弱磁性能。研究了传统永磁同步电机的结构,得出了传统永磁同步电机弱磁困难的原因是电枢磁势和转子励磁磁势的不对等。分析了混合式永磁同步电机的结构,得出了其转子永磁体用量少,励磁磁势较小;气隙很小同步电感大,短路电流与额定电流的比值小。介绍了应用短路电流与额定电流的比值来判断永磁同步电机弱磁性能的方法,分析得出了混合式结构弱磁性能要好于传统永磁同步电机。采用了基于直轴电流负向控制的附加闭环方法进行弱磁控制,对传统永磁同步电机和混合式永磁同步电机的弱磁性能进行了对比实验,混合式结构的弱磁扩速倍数为传统式结构的2.63倍。研究结果表明,混合式结构可以有效提升永磁同步电机弱磁性能。     

浅谈高压永磁同步电动机制造关键工艺

介绍了高压永磁同步电动机制造中的关键工艺。高压永磁同步电动机因其功率因数高、效率高、起动转矩大、起动电流低、对电网冲击小、过载能力强、运行稳定、噪声低、可靠性高、安装简单、维护方便,更重要的是在25～120%额定负载范围内能保持较高的效率和功率因数,使轻载运行时节电效果尤为明显,成为电动机节能的重要发展方向。从工艺流程中分析了转子的磁钢装配、转子和定子的总装配。在实际应用中进一步验证了此工艺的高效性、便捷性和实用性。     

Levitation control of an improved modular bearingless switched reluctance motor

In order to reduce coupling between torque and suspending force in conventional bearingless switched reluctance motor (BLSRM), one 12/12 hybrid-stator-pole structure BLSRM was investigated. In this structure, motor consists of two single phase motor. Biased flux is provided by axial permanent magnet, which is installed between two motor in axial direction. However, axial permanent magnet occupies axial space, which results in increased axial length and decreased critical speed. Therefore, an improved modular BLSRM is proposed in this paper. In order to reduce axial space and improve critical speed, permanent magnet is designed to install in stator yoke. To realize steady levitation during rotor rotating, one simple levitation control strategy is put forward, which is benefitted from natural decoupling between torque and suspending force. In addition, digital control system including torque and suspending force is designed by means of TMS320F28335 and experimental platform is established. Finally, the improved BLSRM can be steadily levitated in the static and rotating conditions by experimental results.     

永磁直驱风力发电机结构发展研究

直驱式永磁风力发电机具有高功率密度、高效率、高可靠性、低维护成本和电网兼容性好、低电压穿越能力强等优点而成为最具发展前景的风力发电解决方案。介绍了径向磁通、轴向磁通以及横向磁通电机的结构电机的特点以及应用情况,针对目前市场的主流径向磁通永磁风力发电机,综合考虑电机的轴承支撑方式、冷却方式以及内外转子结构,将其分成四种结构,并对每种结构形式的特点加以详细的分析和介绍,并指出各种结构电机的优缺点,对永磁风力发电机结构的发展趋势进行了阐述。     

基于电压矢量注入法的PMSM无传感器控制

针对贴面式永磁同步电机的无传感器控制在低速和静止时一直存在着转子位置难以检测和估算的问题,提出了一种新的无传感器控制策略,即根据定子铁芯的非线性磁化特性,采用电压矢量注入法(Voltage Vector Pulse Method),在电机开始运行时,由闭环自适应磁通观测器估算转子位置、速度,实现转子初始位置检测。最终,通过Matlab仿真和实验,验证了该方法的有效性。     

永磁同步电机运行性能研究

针对凸极永磁同步电机,对其数学模型和定子电流最小控制方法进行了介绍,推导了定子电流最小控制方法对应的电流相角条件、基本转速和最大转矩。利用电机数学模型和不同电流控制规律建立了永磁同步电机运行性能仿真模型,避免了传统双闭环模型中控制器参数对仿真结果的影响。在此基础上深入研究了电机永磁磁链、凸极率、电枢电阻三个参数对电机基本转速、输出转矩等运行性能的影响,据此指出了电机电磁设计时应遵循的一般规律。     

基于DSP的交流永磁同步电动机运动控制系统研究

为了提高交流永磁同步电动机运动控制系统的控制精度,讨论了基于DSP的永磁同步伺服控制系统的软硬件组成及设计方案,采用转子磁场定向矢量控制和TMS320LF2812数字信号处理器,实现了对永磁同步伺服电动机的矢量控制。采用高速、高精度的DSP芯片以及矢量控制的永磁同步电动机伺服控制系统具有良好的动态响应性能和静态性能,并具有结构紧凑、设计合理和控制灵活等优点。     

高效永磁同步电动机的技术开发和应用

高效率电动机的开发和应用,在世界各国都引起了重视.能源部门把推广使用高效率电动机作为国家节约电能的重要措施.利用高磁场永磁材料钕铁硼装入电动机转子中,成为高效永磁同步电动机,能提高效率,节能效果显著,而这仅仅是钕铁硼在电机技术应用中种的一种.     

一种改善高速电机用永磁精密转子制作方法

目前在工程上常用的伺服电机主要有感应异步电机和永磁同步电机两种,而电机里所用大多采用稀土永磁精密转子。本试验转子由磁瓦与芯轴利用粘接剂连接而成。磁瓦粘接面不完全被镀层覆盖或没有镀层覆盖。芯轴由不锈钢材料整体带有特殊结构制作而成。此方法能提高粘接强度,磁瓦能承受较大的离心力,保护电机安全和延长电机使用寿命。     

双转子平动式啮合电动机设计与转矩分析

提出一种新型的四相双转子平动式啮合电动机,该电动机的每个磁极由一个定子和内、外转子构成.4个磁极的内转子固连在一起构成一个4极内平动转子,外转子固连在一起构成一个4极外平动转子.控制磁极的工作顺序,可以驱动内、外平动转子在4个偏心轴约束下作方向相反且同步的公转运动,并带动两个内齿圈与外齿轮啮合输出低速大扭矩运动,该结构相互抵消了惯性力,增大了输出转矩.设计制作物理样机,运用有限元法分析在不同转子位置角的磁链特性.依据磁共能原理,计算电动机的静态转矩.通过样机试验获得电动机的转速、转矩特性.与传统的电动机和减速器组成的驱动装置相比较,双转子平动式啮合电动机具有起动快、效率高、输出转矩大的特点,是一种可行的平动电动机结构.     

轴向磁化永磁微电机的磁场分析及定子线圈制作工艺

为研究尺寸效应对轴向磁化永磁电机性能的影响,采用有限元方法对这种双转子电机的磁场进行了仿真计算,得出了轴向磁化永磁电机转子的气隙磁密波形分布.分析了转子外形尺寸、充磁极数、磁体厚度和气隙长度对气隙磁密的影响,即随着气隙长度的增加,充磁极数多的转子产生的气隙磁密幅值的减小幅度大于充磁极数少的;随着磁体厚度的增加,气隙磁密为一上升曲线,当磁体厚度达到某一点时,气隙磁密幅值基本为一常数;减小转子直径时,随着磁体厚度的降低,平均半径处气隙磁密幅值的减小幅度越来越不明显,但为不使气隙磁密波形变形严重,永磁转子径向长度需至少大于1.5 mm.对高深宽比微结构的制作工艺进行了研究,最终采用深刻蚀成型电铸工艺制作出了直径10 mm微电机在硅片上的平面定子线圈.并将直径20 mm电机的一系列转矩计算结果和实验测得结果进行了比较,计算值和实测值基本一致.分析方法和结果可对该类电机微小型化过程中的设计起指导作用.     

行波超声电机定、转子接触状态试验分析

行波超声电机的接触模型是建立在定、转子是光滑接触表面的假设上,而实际中定、转子的接触面是粗糙的.针对这一问题,通过试验研究行波超声电机定子表面摩擦层在预压力下的变形规律;利用Polytec公司PSV-300F-B型高频扫描激光测振系统测试工作状态下的定子振动的频率、幅值和速度随预压力变化的规律;并利用电接触法测试定、转子的接触状态.试验结果表明,Ф60行波超声电机的预压力在100 N以上,此时摩擦层的变形量同自由定子(未加上转子)的振幅在同一个数量级上;在预压力下定子的振动幅值和速度大幅下降;工作中定、转子不会产生脱离.这说明传统的接触模型不能够正确地反映定、转子的接触状态.     

永磁轴承最小悬浮转速与转动惯量的关系研究

为研究永磁悬浮旋转体实现稳定平衡的最小转速与转动惯量的关系,设计了一种新型永磁轴承透平机,在同一定子内安装3个结构和尺寸相同但转动惯量不同的转子。测量3个转子的转动惯量,并用均匀分布在透平机定子外部的4个霍尔传感器测量转子偏心距。实验结果表明,当转速超过某一临界值时,陀螺效应使得永磁悬浮透平机转子维持稳定的悬浮,并且最小悬浮转速与转动惯量负相关,即转动惯量越大的转子悬浮需要的转速越小。     

内插式永磁型无轴承电动机悬浮力模型及其关键参数萃取

为计及内插式永磁型无轴承电动机直交轴电感差异对悬浮运行的影响,实现转子凸极效应下的稳定悬浮运行控制,提出一种建立悬浮力精确模型及其关键参数萃取的新方法。该方法从内插式永磁型无轴承电动机运行原理出发,基于磁场能量方法,建立计及转子凸极影响和定、转子定位偏心的磁悬浮力解析模型。针对模型参数是悬浮力控制及电动机悬浮运行的关键,深入分析该模型中关键参数的获取机理,并通过有限元磁场分析方法实现可控悬浮力和单边磁拉力计算中的参数萃取。在此基础上采用所获取的参数建立内插式永磁型无轴承电动机的有效控制策略,悬浮运行的仿真结果验证参数萃取方法的正确性。     

混合定子铁心再制造电机应变数值仿真与转矩不平衡分析

提出将永磁电机的机壳、端盖、转子等零部件留用,定子铁心更换为由非晶合金叠片和硅钢叠片轴向混合叠压而成的混合定子铁心的永磁电机再制造方式。以一台混合定子铁心再制造电机为对象,分析了电机的空载气隙磁密轴向分布规律;计算了非晶合金定子和硅钢定子对应的径向力密度,应用电磁机械耦合模型对再制造电机应变进行数值分析;研究了再制造电机单位电磁转矩轴向分布规律,给出了再制造电机电磁转矩计算公式,发现了非晶合金定子和硅钢定子对应电磁转矩不相等引起的转矩不平衡现象,分析了转矩不平衡对转子铁心的影响。制作了再制造电机并进行了振动试验,试验结果证明了分析的正确性。