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针对卫星姿态控制用反作用飞轮小型化的要求,设计了采用印刷电路板(PCB)定子绕组形式的轴向磁通反作用飞轮系统,并研究了PCB定子绕组的布线形式。根据系统设计方案和工艺的要求,采用理论分析与有限元仿真相结合的方法,研究了螺旋形绕组的反向转矩产生机理,对比分析了螺旋形和波形PCB定子绕组对飞轮驱动电机性能的影响,并分别对采用两种形式定子绕组的飞轮样机进行了地面性能测试。试验结果表明,飞轮工作在额定转速5 000r/min时,采用波形定子绕组比采用螺旋形定子绕组时的电机功耗降低了26.2%,电磁效率降低了0.8%。试验结果验证了理论分析与仿真结果的正确性,为PCB定子绕组型轴向磁通永磁电机的工程化应用提供了参考。 相似文献
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独立磁路混合励磁电机的多领域仿真分析 总被引:5,自引:0,他引:5
为了扩大电机的恒功率电动或恒压发电的转速范围,提出一种结构新颖的独立磁路混合励磁电机。详细论述该电机的结构特征和工作机理。以一台12极、18槽、2单元的样机为例,运用Ansoft Maxwell 2D有限元软件,仿真分析该电机的磁场调节能力;运用ANSYS有限元软件,仿真分析该电机的离心应力、固有频率及其热性能,验证独立磁路混合励磁电机结构的可行性和合理性。样机试验结果表明:励磁磁势双向可调,磁场的调节范围宽广;由于结构紧凑,定子铁心和电枢绕组的有效利用率高,独立磁路混合励磁电机有较高的效率。样机试验数据与有限元仿真结果基本吻合,验证了多领域仿真方法的正确性。它有效地解决了新结构独立磁路混合励磁电机性能精确计算和优化设计的技术难点,进一步提升了独立磁路混合励磁电机的设计能力。 相似文献
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本文提出了一种可输出高转矩的轴向调制永磁齿轮。在不改变轴向调制永磁齿轮整体尺寸的情况下,将主、从动磁极按照Halbach永磁阵列进行排列,利用Halbach永磁阵列的聚磁作用,增大主、从动侧气隙内耦合磁场的磁场强度,并使用有限元法对这种永磁齿轮进行了仿真分析。结果表明Halbach永磁齿轮比传统阵列永磁齿轮的输出转矩更大;对气隙磁通量密度的谐波分析表明,Halbach永磁齿轮和传统阵列永磁齿轮的气隙磁密谐波变化趋势一致,因此传动机理不变;对Halbach永磁齿轮的磁极的扇形角度进行优化处理后,可以进一步增大输出转矩。 相似文献
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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. 相似文献
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永磁同步电机铁心再制造研究较少,性能提升困难,寻求切实可行的铁心性能再制造提升方案具有重要意义。利用旧电机硅钢材料与新型非晶合金材料制成再制造混合叠压定子,分析再制造前后电机性能变化,提出转矩叠加优化方法并对转矩进行优化分析。混合叠压再制造后,电机损耗大幅降低,效率有所提升,转矩有所减小;再制造电机转矩随着定子齿宽、绕组匝数以及电流的增大而增大;通过参数化扫描与正交分析方法,对再制造电机进行基于定子槽型尺寸与电流变化的转矩与损耗综合优化分析,确立再制造电机转矩优化方案为电机定子齿宽减小0.8 mm,槽高增大1.2 mm,额定电流减小1.7 A;电机台架试验测试表明,与原电机相比,优化后再制造电机转矩基本不变,效率有所提升,验证了优化方案与仿真结果的有效性。混合叠压定子的研究为电机再制造研究及铁心性能提升方法研究提供了新的思路。 相似文献
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针对轴向磁通永磁弧形电机在低转速下抗干扰能力弱、动态响应能力差的问题,采用滑模速度控制器代替传统PI速度控制器。首先建立轴向磁通永磁弧形电机的数学模型,然后搭建滑模速度控制器仿真模型,最后在Matlab/Simulink中对整个矢量控制系统进行仿真分析。结果表明,滑模速度控制器比传统PI速度控制器响应能力更快、抗干扰能力更强。 相似文献
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本次研究分析了周向磁化永磁机的性能以及尺寸效应影响。通过有限元的分析方法,进一步对电视机磁场实现仿真探究,最终能够获得该电机转子气隙磁密的分布。分析了影响气隙磁密的影响因素,包括:转子的尺寸、磁体厚度、气隙长度、充磁极数等。具体来看随着气隙磁密长度的增长对于充磁较多的转子来说,其能够产生的气隙磁密程度相比充磁少的来说减少程度高,而且磁体的厚度越大,其气隙磁密增长越快,当磁体的厚度达到某一位置时气隙磁密的值将趋于稳定常数,减小转子直径时随磁铁厚厚度降低,其气隙磁密的减小越小,为能够不影响气隙磁密发生变形,我们可以将该转子的气隙长度高于1.5mm,通过结果发现通过实验发现,利用这种方式能够实现电机的微小型设计。 相似文献
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针对混合定子铁芯层数对再制造电机转矩和损耗性能的影响问题,对3层、5层和7层混合定子铁芯再制造电机进行了分析。给出了不同层数混合定子铁芯硅钢段和非晶段的损耗计算公式,研究了不同层数混合定子铁芯磁密轴向分布规律,分析了不同层数混合定子铁芯的损耗分布;计算了再制造电机单位电磁转矩和单位电磁转矩轴向分布曲线,分析了不同层数再制造电机转矩性能;选取3层混合定子铁芯制作了再制造电机样机,并进行了台架实验。实验结果表明:再制造电机损耗降低、转矩提升、效率提高,验证了再制造电机的可行性。 相似文献
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