电动汽车用永磁同步电机的转子结构优化

为了改善电动汽车用V型内置式永磁同步电机的性能,通过使电机的转子外表面分段偏心得到不均匀气隙的转子结构,完成了电机的优化.基于二维电磁有限元仿真,得到最合适、最优的不均匀气隙转子结构;通过对转子外表面分段偏心的偏心距进行尺寸参数分析,得到不同的偏心距对电机的电磁性能的影响.优化后电机的齿槽转矩降低了55.04％,噪声降低了15.66 dB.结果表明转子外表面分段偏心的结构改善了电机气隙磁密的正弦性,提高了电机的空载反电势和输出转矩.     

永磁同步电机振动特性研究

在永磁同步电机中,振动会对电机性能造成严重的影响。为探究永磁同步电机的振动特性,本文以一台表贴式永磁同步电机为研究对象,首先利用有限元法对其气隙磁场进行了了仿真分析;计算了气隙磁密与电磁力,并将其进行傅里叶分解;再次对电机的定子与机壳建立了三维模型,计算了该电机的各阶模态及频率;最后将电磁力加载到电机定子齿部,对该电机进行了振动谐响应分析,计算了在电磁力作用下电机的位移曲线,进而对该电机的振动特性进行了分析。     

凸形极靴表贴式永磁磁极同步电机性能优化

针对表贴式永磁同步电机空载径向气隙磁密波形正弦性差导致电机反电势波形畸变,影响电机输出性能,改良的复杂结构的永磁钢导致加工成本提高的问题,提出一种表贴式矩形永磁钢加装凸形极靴的新型磁极结构。利用有限元软件建立3相18极54槽永磁同步电机,研究极靴参数对永磁同步电机空载径向气隙磁密、空载反电势、齿槽转矩和永磁钢涡流损耗的影响规律,获得最优极靴参数。输出特性对比分析可得,加装极靴的新型磁极电机空载反电势波形正弦性明显提高,齿槽转矩和永磁钢涡流损耗大幅度降低,电机输出性能显著改善。     

汽车EPS永磁同步助力电机设计

针对汽车EPS系统中助力电机性能要求,以额定功率500W、电压24V、转速750r/min的Y型三相永磁同步电机为设计基础,应用RMxprt模块和Ansoft Maxwell2D有限元模块,分析了永磁同步电机不同的永磁体尺寸及排列方式、气隙、极弧系数、电机细长比,槽口宽度等因素对电机性能的影响。结合电机设计经验公式和RMxprt模块,对汽车EPS系统中助力电机采用的永磁同步电机进行优化设计,同时结合Maxwell2D有限元模块对应用RMxprt模块设计的电机进行性能验证,设计出了符合汽车EPS系统助力特性需求的永磁同步电机。     

永磁同步电机转子表面辅助槽 对齿槽转矩的影响研究

针对永磁同步电机存在的齿槽转矩过高引起的电机振动噪声问题,对转子表面辅助槽结构进行了优化。通过永磁同步电机齿槽转矩产生的原理,分析了转子结构对电机齿槽转矩的影响,探讨了转子表面辅助槽结构与电机齿槽转矩的关系,并进行了推导归纳;利用有限元软件搭建了8极48槽内置式永磁同步电机模型,以该内置式永磁同步电机模型为载体,通过改变气隙磁密谐波分量,采用多目标遗传算法计算出了辅助槽个数、位置和深度3个设计变量的最优解,得到了辅助槽结构的最佳设计方案。研究结果表明:采用优化后的转子表面辅助槽结构,可以有效降低内置式永磁同步电机的齿槽转矩,增加气隙磁密基波幅值,降低了5次和7次谐波幅值,使齿槽转矩峰值降低了76.2%,并且保证电机性能不降低。     

永磁电机气隙磁密大小对电机性能的影响

永磁电机气隙磁密的设计不合理将导致启动冲击大、启动峰值电流大及启动转矩大,对变压器与负载设备造成一定的损伤,在矿用环境下甚至造成爆炸事故,严重影响工厂安全性,采用有限元分析计算获取气隙磁密大小对电机性能的影响,为永磁电机的安全设计提供指导。     

永磁同步电机在轨道交通车辆传动系统中的直接转矩控制方式研究

永磁同步电机凭借其优势正在逐步替代轨道交通牵引传动系统中所使用的异步牵引电机，控制方式也在不断地改善和优化。本文研究永磁同步电机在轨道交通传动系统中的直接转矩控制方式及优化策略，通过仿真试验分析改进后的永磁同步电机直接转矩控制方式，提高了系统的整体控制性能。     

基于Taguchi方法的低速潜油永磁电机优化及试验应用

潜油永磁同步电机直驱螺杆泵系统作为新一代采油技术被逐渐应用。为提高该电泵系统的性能,针对电驱系统开展低速潜油永磁同步电机的设计及优化分析。通过初始设计确定电机的主要结构参数,以电机效率最大化及齿槽转矩最小化为优化目标。基于Taguchi方法,选取气隙长度、永磁体厚度、定子齿宽和齿顶厚度4个结构参数作为优化变量,建立正交实验表,并利用有限元分析得到试验结果,确定最佳参数组合。根据最佳参数组合进行仿真分析,效率相较优化前提高了3.75%,齿槽转矩相较优化前降低了17.48%。根据优化结果,试制样机并进行了厂内测试与现场应用。结果表明：潜油永磁同步电机具有较高的效率,且运行平稳,验证了仿真结果的正确性和优化设计的有效性。     

永磁同步电机定子振动特性分析

为了研究永磁同步电机电磁力导致电机振动与噪声问题,采用有限元法对电机气隙磁密进行分析,得到电机在空载运行时的气隙磁场和径向电磁力;接着对永磁同步电机定子系统进行模态分析,获得电机定子系统结构固有频率,分析了径向电磁力对电机模态振动影响;同时采用模态试验,并将有限元仿真数据与模态试验数据进行对比,验证了有限元模态分析的可靠性。结果表明:该永磁电机定子径向电磁力波频率与定子结构模态频率相差较大,不会因电机径向电磁力产生共振.,相关研究工作为永磁电机设计与优化提供参考。     

大功率异步起动永磁同步电动机空载气隙磁密分析

异步起动永磁同步电动机以永磁体提供磁通替代传统的电流励磁,但其空载气隙磁密谐波特别是3次谐波含量大,应采取措施削弱谐波来提高电机的性能.通过在同容量异步感应电机的基础上建立了异步起动永磁同步电动机模型,利用有限元仿真软件Ansoft 2D分析了不同永磁体位置和隔磁桥长度下的空载气隙磁密,确定了如何选取永磁体位置和隔磁桥长度来削弱3次谐波的原则,研究结果表明,该研究为该类电机的优化设计提供了依据.     

高压永磁电机整定计算研究

永磁同步电机启动电流倍数大、启动峰值电流大、启动时间短等特性使得用户在设置电气保护整定时无法参考原有异步电机整定值,影响电机的正常使用维护。通过分析高压永磁电机特性提出其整定计算方法,可对永磁电机进行有效保护,降低电机损坏机率,有效增加电机可靠使用性。     

空压机用高速电机电磁结构设计与仿真分析

针对燃料电池系统之供气子系统中的关键部件压缩机所使用的高速电机的结构设计和性能分析展开研究,完成符合应用要求的最优设计.针对具体空压机的应用,对比各种不同类型的电机,设计一款永磁同步高速电机.根据具体需求,确定电机设计方案,并在此基础上运用Ansofi软件完成对电机的建模;确定永磁同步电机的定转子结构以及气隙大小、永磁体充磁等具体参数,使其初步满足性能要求.然后对所得模型进行电磁特性有限元仿真,根据仿真结果不断优化电机结构.最后,针对所设计的高速电机气隙较大这一特点,通过RMxprt和Maxwell三维仿真计算对电机的端部漏磁情况做较为简单的结果分析.结果表明,电机端部的电磁特性的确发生了变化.     

轴向磁化永磁微电机磁场分析及设计方法研究

在轴向磁化永磁电机设计中,为研究尺寸效应对其性能的影响,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,充磁极数多的其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。磁场分析结果可对该类电机微小型化过程中的设计起指导作用。对计算结果做了理论分析,并将计算结果和实验结果进行了比较,计算值和实测值基本一致。     

一种削弱永磁直线同步电机振动的方法研究

单边平板型有铁芯永磁直线同步电机(PMLSM)是目前应用最为广泛的一种直线电机,但直线电机在运行过程中初、次级之间存在较大的法向力波动,会引起电机电磁振动,进而造成机床的振动。现通过气隙中加铜片的方法来减小电磁振动,采用Maxwell stress tensor推导直线电机法向力的解析表达式,利用有限元法对单边平板型永磁直线同步电机加铜片前后的法向力波动情况进行仿真分析,仿真分析结果与解析分析基本一致,即铜片结构可以减小气隙磁密高次谐波以及法向力波动,为减小永磁直线同步电机电磁振动提供了理论指导。     

永磁同步电机测试研究综述

永磁同步电机技术参数直接影响着电机的性能,但由于永磁同步电机的测试参数和测试项目比较复杂,故而永磁同步电机参数的测量对其后续的改进与发展有着重要的意义。文章概述了电机测试方面的研究现状,并对电机性能影响因素和测试研究方法进行了分析与总结,最后展望了永磁同步电机测试相关技术研究主要发展方向。     

石油抽油机用外转子永磁电机设计与有限元分析

结合石油抽油机的工况,设计了一种外转子永磁同步电机,该电机具有低转速、大转矩、直驱式的特点,解决了传统石油抽油机效率低的问题。运用ANSYS Maxwell软件建立了分析模型,对电机空载特性进行了仿真计算,分析气隙磁密波形对电机性能的影响,并对电机设计进行了优化。     

基于混合粒子群算法的低速大转矩直驱永磁同步电机多目标优化研究

针对潜水电泵用低速大转矩直驱永磁同步电机的优化设计问题,为了同时实现其低齿槽转矩、低转矩脉动和低铁损耗,以及气隙磁密波形正弦度的优化,提出了基于混合粒子群算法的内置式永磁同步电机多目标优化有限元设计方法。在建立有限元分析模型的基础上,以永磁体尺寸、永磁体槽槽型尺寸、最小气隙长度、不均匀气隙偏心距为变量,以空载及负载情况下的齿槽转矩、转矩脉动、铁损耗、效率、气隙磁密基波幅值、气隙磁密波形正弦度作为优化目标,提出了基于权重系数的多目标优化函数。研究结果表明:基于混合粒子群优化算法的有限元设计方法具有搜索能力强、收敛速度快的优点,得到的电机设计结果与设计目标具有良好的一致性,有限元仿真证明了所提方法的有效性和可行性。     

永磁同步电机无位置传感器带速启动研究

针对无位置传感器永磁同步电机在带速状态下无法可靠启动的问题,通过向逆变器施加两个短时零电压矢量的方式,使电机定子三相绕组短路,根据短路电流相量在αβ坐标系下的角度变化,辨识出电机转向和转速,通过对短路电流在dq坐标系下暂态过程的解析分析,估算出电机转子位置,给出了暂态过程中短路电流幅值大小与初始转速和短路时间之间的关系,提出了具体的带速启动实现方案。在TI公司的TMS320F28027作为主控芯片的驱动系统以及带风机负载的550 W永磁同步电机组成的实验平台上对带速启动方案进行了评价,进行永磁同步电机在不同转速和短路时间情况下的带速启动实验。研究结果表明:设计的带速启动方案能够准确的根据短路电流判断出电机启动瞬间的转向、转速和转子位置,从而保证了永磁同步电机在带速状态下的可靠启动。     

轮毂式永磁无刷直流电机空载气隙磁密波形的模拟分析

针对轮毂式永磁无刷直流电机空载气隙谐波含有大量的谐波问题,采用有限元法设计轮毂式永磁无刷直流电机,对影响其性能的空载气隙磁密波形进行了数值模拟,降低了谐波损耗,提高了轮毂电机的性能.通过正交试验法改变定子齿槽宽度、气隙大小和磁极厚度,减少了气隙磁密谐波的含量,并通过绘制因素水平影响趋势图,分析了各个因素对于电机空载气隙...     

基于矢量控制的永磁同步电机启动及调速

相对于传统感应和直流电机,永磁同步电动机体积更小,却拥有更高的效率,成本也更加低廉,在诸多应用领域可取代传统感应及直流电机,其获得更加优越的性能。但由于永磁同步电机自身结构的特点决定了其不宜进行自启动,而需要进行异步启动或变频启动,直接调速性能不如直流电机,本文通过矢量控制对转子磁通进行控制实现其调速及启动。