用直接设计法和有限元法设计稀土永磁同步电动机

介绍了利用直接设计法和二维有限元法相结合设计稀土永磁同步电动机。这种设计法可以使永磁同步电动机的尺寸更加合理，性能更加优良。     

基于SEMIHEX接法永磁同步电动机单相运行稳态性能

为了更加全面深入地研究SEMIHEX接法的优越性,将该接法应用于异步起动三相永磁同步电动机的单相运行上。首先,给出了异步起动永磁同步电动机同步运行时以及起动瞬间的正序、负序阻抗表达式,并且基于对称分量法,对该接法电机的对称运行条件进行分析;然后,提出了单相运行时的稳态性能计算方法;最后,设计了一台异步起动永磁同步电动机作为试验样机,将其按照SEMIHEX接法进行改接,进行了稳态试验研究。结果表明,三相永磁同步电动机采用SEMIHEX接法单相运行时,具有与同容量三相永磁同步电动机相近的效率和更高的功率因数。因此,可以在实际应用中设计较低功率因数的异步起动永磁同步电动机,采用SEMIHEX接法单相运行时,在电路中接入电容器,来提高功率因数。     

基于直接设计法的稀土永磁同步电动机CAD系统

针对稀土永磁同步电动机的设计特点,介绍了一种适合计算机计算的稀土永磁同步电动机的直接设计法和基于直接设计法的稀土永磁同步电动机CAD系统的结构、功能和特点。     

外转子永磁同步电动机计算机辅助设计

介绍外转子永磁同步电动机的设计方法,讨论了设计重点,提出了外转子永磁同步电动机计算极弧系数、绕组分布系数、铁心损耗等具体参数的计算方法.在此基础上开发出了基于windows的CAD系统,并给出了一个20P,16.8 kW的外转子永磁同步电动机的设计实例.     

电动汽车用永磁同步电动机交、直轴电感计算

利用Anosoft软件中的Maxwell 2D模块对电动汽车用永磁同步电动机进行二维有限元计算,利用保留磁导率的方法计算永磁同步电动机的交、直轴电感参数,从而为永磁同步电动机设计和性能分析提供了依据。     

永磁同步电动机电抗参数研究

永磁同步电动机电抗参数是电机性能分析和优化设计的重要依据.由于永磁同步电动机转子磁路结构多种多样,与普通同步电机有很大差别,电抗参数用现有计算方法难以计算准确,不仅导致延长研制过程、加大研制费用,而且使设计优化和性能仿真缺乏科学依据.本文利用ANSOFT软件对永磁同步电动机的交、直轴电枢反应电抗参数进行计算,计算结果与试验测试结果吻合较好,在此基础上总结出永磁同步电动机电抗参数的变化规律,为永磁同步电动机设计提供了依据.     

无轴承永磁同步电动机的原理及实现

无轴承永磁同步电动机是将无轴承技术运用到永磁同步电动机上的新型无轴承电动机.本文阐述了永磁同步电动机无轴承技术的工作原理,设计和实现了该电动机基于LF2407A数字控制的硬件实验平台和软件系统.通过对整个无轴承永磁同步电动机系统的实验调试,成功实现了无轴承永磁同步电动机转轴的稳定悬浮.     

新型三绕组并联式异步起动单相永磁同步电动机稳态性能分析

对于三相感应电动机的单相运行,学者们已经提出了多种实用的接线方式,比如Smith接法、SEMIHEX接法。然而,对于三相异步起动永磁同步电动机的单相运行,很少有合适的接法提出。将并联式接法应用于三相异步起动永磁同步电动机的单相运行,提出了一种新型三绕组并联式异步起动单相永磁同步电动机。分析了三相异步起动永磁同步电动机同步运行时以及起动瞬间的正序、负序阻抗,基于对称分量法,对该接法电机的对称运行条件进行分析,得出了电容的确定方法,并利用遗传算法对电容值进行优化。提出了该新型电机稳态性能的计算方法;设计了一台高功率因数和一台低功率因数三相异步起动永磁同步电动机作为样机,并分别将其改接为三绕组高效单相永磁同步电动机,进行实验研究。实验结果表明,低功率因数的异步起动永磁同步电动机更适合改接成新型三绕组并联式单相永磁同步电动机。由低功率因数三相永磁同步电动机改接成的单相异步起动永磁同步电动机在额定负载下运行时,具有与同容量三相永磁同步电动机相近的效率和更高的功率因数。     

永磁同步电动机的神经模糊矢量控制研究

通过分析永磁同步电动机（PMSM）的数学模型,提出神经网络模糊控制器的设计方法,并应用于永磁同步电动机双闭环矢量控制系统中的转速控制器,用来精确实现永磁同步电动机的速度控制。仿真实验表明,该方法得到的各项性能指标均优于PI控制和递归模糊神经网络控制,具有很强的适应性和鲁棒性,取得了比较理想的控制效果,为实现永磁同步电动机的智能化调速控制提供了切实可行的技术方案。     

采用SVPWM的永磁同步电动机系统建模与仿真

为了兼顾永磁同步电动机的成本和控制性能,在分析永磁同步电动机数学模型的基础上,基于Matlab/Simulink建立了永磁同步电动机磁场定向控制系统仿真模型。重点阐述了电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)的原理及算法,给出了利用Simulink的实现方法。该模型较之以往论文给出的滞环电流控制型永磁同步电动机系统更具有普遍性和实用性。仿真结果证明了该模型的有效性,并验证了其他控制算法,为永磁同步电动机系统的设计和调试提供了思路。     

采用有限元法分析滑差离合器电机的磁场

滑差离合器电机的磁场是较为复杂的三维磁场。本文提出一种等效折合的方法,把磁场中沿圆周方向分布的磁场分量折合到沿轴向分布的平面磁场中来。采用有限元法计算两维轴对称磁场,并把计算结果还原为原磁场情况。本文分析了ＹＣＴ电机空载和在不同电枢反应影响下磁场分布情况,尤其是分析了主磁通分布和受电枢反应影响的变化情况,为在工程上统一设计方法奠定了基础。     

基于有限公式法和流固耦合的永磁牵引电动机冷却系统设计与分析

稀土永磁电机由于其高效、高功率密度的特点,在轨道交通牵引系统的设计中受到了广泛和密切的关注。由于其全封闭式结构,牵引电动机的负载能力主要受限于冷却系统的散热能力。建立了一台永磁牵引电动机的全封闭式自循环空-空冷却系统,通过对参数散热敏感性的分析,确定了适宜的冷却结构参数范围。针对该冷却结构,应用有限公式法进行三维温度场数值计算,确定了散热系统的结构参数,并用流固耦合仿真验算了计算结果。     

用有限元法分析凸极同步机的参数和特性

本文运用有限元法,研究凸极同步电机的电磁参数计算并进行分析.以5kVA模拟同步机为实例,求解电机内磁场分布,进而根据所求得的磁场分布,用谐波分析法求解电机空载电势,分别用能量法和磁链法求得电机的有关电抗参数,同时得出一系列曲线,直接由电磁场求解电机的有关参数和特性曲线,更符合实际情况.这种分析方法将有助于改变传统的近似的电机设计和分析的方法.     

Generic torque-maximizing design methodology of surface permanent-magnet vernier machine

A surface permanent-magnet vernier machine (SPMVM) has a toothed-pole structure, and its highly nonlinear relationship between its dimensions and magnetic field makes its design cumbersome. This paper presents a generic design methodology for the machine which brings out its torque-maximizing structure in a convenient manner. Various suggestions concerning the design of the SPMVM are also set forth.     

基于参数敏感度的双凸极永磁型双定子电机的优化设计和性能分析

双凸极永磁型双定子(DSPMDS)电机是针对电动汽车(EVs)驱动电机的应用要求,融合了双定子电机理论和定子永磁型双凸极电机理论,具有高转矩密度、高功率密度以及更加灵活多变的工作模式等优点。针对该电机双层气隙、双定子的复杂结构,在DSPMDS电机初始设计尺寸的基础上,通过建立电机参数化模型,并采用多目标敏感度优化方法,筛选出对电机转矩波动和铁心损耗影响最大的关键结构尺寸参数,在此基础上进一步采用响应面法选取最优结构尺寸参数。采用有限元仿真计算分析DSPMDS电机的反电动势、铁心损耗、定位力矩等电磁性能,样机实验结果验证了所提出的参数敏感度优化设计方法和性能分析的正确性,丰富了该类复杂结构的永磁型电机的快速设计和优化的途径。     

人工神经网络在电机设计专家系统中的应用研究

首次将人工神经网络应用于电机设计专家系统。根据电机设计的特点,提出了用基于神经网络的类比法确定电机的主要尺寸。同时采用了带有可调参数的多层神经网络,并对ＢＰ学习算法进行了改进。实验表明,该方法是成功的。     

高速电机磁力轴承-转子系统临界转速的计算

在建立高速电机磁力轴承－转子系统的动力学方程基础上，利用有限元法计算了高速电机转子的临界转速。首先分析了磁力轴承支承刚度及其与系统结构参数以及气隙静态偏置磁通密度的关系，然后基于磁场分析证明磁力轴承对转子的支承是各向同性的，计算了电磁轴承的线性支撑刚度。在此基础上，建立了磁力轴承－转子系统的动力学方程，用有限元法计算了高速电机转子的临界转速。利用该计算方法，设计研制的1台采用磁力轴承的高速电机已成功实现60 000 r/min的运行。     

永磁直流电动机初始设计方案的事例模糊设计法

目前,现有电机设计专家系统尚不具备根据现有设计方案自动确定初始方案的能力。为解决这一问题,提出了一种新,适用于电机设计专家系统（EMDES）的初始设计方案确定方法－事例模糊设计法,并将其用于永磁直流电动机设计专家系统（PMDCMDES）初始设计方案的确定。该方法基于模糊数学理论,对已有电机设计方案进行模糊综合评价,从中选取电机的部分零部件作为设计基础,然后根据电机的性能要求及几何尺寸要求,确定一初始设计方案,该方法克服了现有EMDES中初始方案确定的不足,使初始方案的确定更系统、完善、科学、客观。     

Design, Modeling, and Analysis of a Brushless Doubly Fed Doubly Salient Machine for Electric Vehicles

This paper presents a new three-phase 12/8-pole brushless doubly fed doubly salient (BDFDS) machine for application to electric vehicles. It consists of two types of stator windings-polyphase armature winding and DC field winding. The key is to design, model, and analyze the proposed BDFDS machine. The output power equation is derived analytically, and the initial calculation of machine dimensions and parameters are also discussed. When we use finite-element analysis, the field distributions of the BDFDS machine at different loads and field currents are obtained, in which magnetic saturation and armature reaction are considered. Static characteristics of the proposed machine are also obtained. Based on these characteristics, the system mathematical model can be established. Hence, the evaluation of system performance is conducted by computer simulation. A 12/8-pole BDFDS machine is designed and built for experimentation. Experimental results are given to verify the theoretical analysis and simulation.