新型双凸极永磁双转子电动机的电磁性能分析

为满足混合动力汽车多能源功率传输的需求,提出了一种新型双凸极永磁型双转子电动机。在确定其结构尺寸的基础上,通过有限元分析法对电机的磁链、反电势以及电感等电磁性能进行了分析,并通过场路耦合法建立电机及其驱动控制系统的瞬态联合仿真模型,仿真结果表明该电机继承了双凸极永磁电动机优点,结构简单且具有较高的可靠性和功率密度,同时由于双转子的存在,能实现不同工况下的内、外电机能量流的合成与分配,验证了该电机在混合动力系统中的可行性,也为研究该类电机的系统控制策略提供理论基础。     

双凸极永磁电机的直接转矩控制

由于双凸极电机的结构,使其在运行时会有较大的转矩脉动,针对这一缺点,提出了双凸极永磁电机的直接转矩控制方式。采用有限元的方法对双凸极永磁电机(DSPM)进行了磁场分析。分析了其数学模型,降低了转矩的脉动。通过仿真验证了双凸极永磁电机直接转矩控制的正确性,并将其与传统的转速电流双闭环控制方式进行了比较,在直接转矩控制方式下,双凸极永磁电机转矩脉动较小,转速更为平稳。     

结构对永磁双凸极电机性能影响的分析

通过对永磁双凸极电机的建模及仿真,分析了电机结构变化对永磁双凸极电机性能的影响,如:定子磁轭厚度、转子极弧宽度和转子斜槽角度;最后分析了齿槽定位力矩的产生,并提出了减小定位力矩的方法.     

磁通切换型双凸极永磁同步电机研究与分析

磁通切换型双凸极永磁同步电机具有结构简单、输出转矩大、转矩密度高以及磁链、反电势正弦等优点,能够有效拓宽电机调速范围,适用于新型混合动力汽车和新能源发电等领域。在深入分析磁通切换型永磁同步电机磁通切换工作原理基础上,采用有限元设计了一台12槽/10极磁通切换型双凸极电机,计算了其电动状态下气隙磁场、永磁磁链和反电动势等静态特性,研究了其不平衡磁拉力。在此基础上,对所设计电机转矩性能进行了分析和优化,定量研究了影响其齿槽转矩的主要因素。最后通过一台2 k W样机对其转矩特性进行了实验验证,实验结果与Ansoft有限元仿真结果一致,验证了上述方法的正确性。     

双凸极永磁电机斜极转子设计和绕组换流模式研究

本文首先分析了双凸极永磁电机转子极弧宽度对自定位转矩的影响,提出了双凸极永磁电机等极弧半极宽斜极转子的设计思想;在此基础上,通过对绕组磁链的分析,率先将六状态换流模式引入到双凸极永磁电机的控制系统中,改善了双凸极永磁电机的换流特性,有效减小了转矩脉动,同时简化了系统控制参数,提高了控制的可靠性.数字仿真和试验结果验证了这些设计思想的正确性.     

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。     

混合动力车用复合结构永磁电机中磁场耦合

作为混合动力车中的电气无级变速器,复合结构永磁电机具有使内燃机独立于路况负载运行于高效率区、提高燃油经济性、降低排放等优点。主要针对混合动力车用新型复合结构永磁电机中的磁场耦合问题展开研究。首先将混合动力车用永磁电机与丰田Prius系列混合动力车中的丰田混合动力系统(THS)进行参数匹配,得到复合结构永磁电机的设计参数,并使二者具有相同的动力驱动性能;然后建立复合结构永磁电机的内部等值磁路模型,并以此为基础探索复合结构永磁电机内部磁场耦合规律;最后,利用2D-Ansoft有限元软件仿真分析复合结构永磁电机在不同工作模式下的内部磁场分布,并提出其内部磁场解耦设计方案,为复合结构永磁电机在混合动力车中的进一步应用奠定理论基础。     

定子永磁型双凸极电机的转子设计

目前,对双凸极永磁（Doubly salient permanent magnet,DSPM）电机驱动系统研究时间相对较短,尚有不少技术问题有待进一步深入探讨.但鉴于已了解双凸极永磁电机驱动系统具有的优点、特征以及合理使用该系统,结合实践,对定子永磁型双凸极电机的转子进行了设计,分析了双凸极永磁电机的电流斩波控制和角位置控制方式,阐述了功率变换器的电路结构和信号检测原理.     

双凸极永磁电机基本特性的研究

双凸极永磁电机是20世纪90年代出现的一种新型的机电一体化系统。本文对采用新颖转子斜槽结构的双凸极永磁电机进行了研究,通过若干试验揭示了其独特的静态和动态特性。研究结果表明,双凸极永磁电机具有起动速度快、转矩电流比大、机械特性硬等特点。     

四相8/6极双凸极永磁发电机运行分析

双凸极永磁电机是将开关磁阻电机与永磁材料相结合而派生出来的一种新型电机。文章建立了双凸极永磁发电机稳态运行时的数学模型,对不同整流装置、接不同性质负载时的稳态运行性能进行仿真,并将仿真结果与实验结果进行了比较。     

混合动力电动汽车用永磁无刷直流电机的计算机辅助设计

设计了一种混合动力电动汽车用永磁无刷直流电机。采用计算机辅助设计程序,通过输入基本数据和计算方程式对一台12kW,6极外转子永磁无刷直流电机进行设计。通过有限元分析方法对一些利用经验公式或经验数值得到的对电机性能影响较大的主要系数进行修正,实现了对计算机辅助设计程序的优化。     

单轴并联式混合动力汽车动力总成建模与仿真

以优化整车动力性和经济性为目标,在Insight混合动力汽车底盘基础上,设计以镍氢电池组和永磁同步电动机驱动的汽车动力系统.利用电辅助控制策略,在满足整车动力性能指标的基础上,使用汽车专用仿真软件ADVISOR(advanced vehicle simulator)进行二次开发,采用前向仿真与后向仿真相结合的方法,根据实际情况构建系统模型,对发动机参数、电机参数选择以及能源匹配进行了仿真研究.仿真结果表明:该单轴并联式混合动力样车的动力系统设计方案是可行的,研究结果可为混合动力电动汽车动力总成的优化设计提供理论依据.     

永磁电机在新能源领域中的应用

介绍外转子永磁电动机在混合动力电动车上的应用。该永磁电机与发动机轴直接相连,通过发动机运行特性来确定其额定点。设计采用了先进的时变电磁场有限元分析方法以确定其饱和参数。     

混合动力汽车ISG用混合永磁同步电机转子研究

设计了一款混合动力汽车集成式起动发电机(ISG),用钕铁硼和铁氧体混合永磁的永磁同步电机(PMSM)。分析了两种永磁体的结构参数对电机磁路的影响规律,推导了钕铁硼和铁氧体并联磁路的约束条件;以铁氧体的不可逆退磁量和电机的基本性能为优化目标,通过场-路结合的方法,确定了钕铁硼和铁氧体的结构参数;并与传统的钕铁硼PMSM在电机性能和永磁体成本等方面进行了比较分析。研究结果表明,所提出的ISG混合永磁电机能有效地减少永磁体材料成本和铁氧体退磁风险,电机性能达到了设计要求。     

绕组反电势大小对双凸极永磁电动机运行的影响

绕组反电势是双凸极永磁电动机的重要参量之一。在电动机设计中，根据应用场合的指标要求对绕组反电势进行优化设计有助于电动机运行性能的提高。文中针对转子斜槽式12/8极双凸极永磁电动机，简析了应用单斩电流滞环控制的电机功率变换器的工作原理，阐述了反电势大小的变化对系统损耗、功率桥损耗分布及对电动机出力的影响，得出反电势大小的优化选择原则，并根据某航空用9 kW电动机驱动系统的技术指标要求，给出电动机绕组的优化设计方案。绕组反电势优化前后的测试结果表明，反电势优化选取后，系统效率显著提高，运行性能明显改善，证明了文中分析及设计的正确性。     

电动车用开关磁阻电机设计与优化方法

根据电动车的性能要求,提出了一种电动车用开关磁阻电机(SRM)设计、优化方法。首先对电机进行了预设计,随后用Ansoft软件校验了电机性能。对电机主要结构参数进行了分析和优化,得到最优结果。     

永磁双凸极电动机区间等效电感特性及对电机的影响

对于12/8极斜槽转子永磁双凸极电动机,给出其在三相六状态换流模式下各区间等效电感表达式的分析,应用数值计算方法得出各区间等效电感特性,讨论了其对绕组电流变化率、斩波频率及系统闭环设计的影响,从而为永磁双凸极电动机的合理设计和控制提供了参考依据.     

新型混合励磁双凸极永磁电机磁场调节特性分析及实验研究

提出一种新型带导磁桥的混合励磁双凸极电机,介绍电机的结构特点和磁场调节原理。采用简化等效磁路模型对气隙磁通调节范围、电励磁绕组的励磁磁势和并联导磁桥磁阻三者之间的关系进行分析,用有限元法获得样机磁场分布和磁场调节特性,设计制造了实验样机。样机实验结果不仅验证了理论分析的正确性,并表明：通过改变电励磁绕组电流的大小和方向,实现了电机内气隙磁场灵活调节与控制,有效解决了双凸极永磁电机难以实现电机气隙磁场调节的不足,在电动汽车等需宽调速直接驱动的场合具有应用前景。     

双凸极永磁电机的设计、控制和运行(Ⅰ)

阐述了双凸极永磁电机的设计和性能分析方法，介绍了该种电机的结构特点、工作原理和静态特性，给出了其设计特点。     

Variable-frequency synchronous motor drives for electric vehicles

The performance capability envelope of a variable-frequency, permanent-magnet synchronous motor drive with field weakening is dependent upon the product of maximum current and direct-axis inductance. To obtain a performance characteristic suitable for a typical electric vehicle drive, in which short-term increase of current is applied, it is necessary to design an optimum value of direct-axis inductance. The paper presents an analysis of a hybrid motor design which uses a two-part rotor construction comprising a surface-magnet part and an axially laminated reluctance part. This arrangement combines the properties of all other types of synchronous motor and offers a greater choice of design variables. It is shown that the desired form of performance may be achieved when the high-inductance axis of the reluctance part is arranged to lead the magnet axis by 90° (elec.)