磁路互补型横向磁通切换直线电机电磁推力计算与特性分析

有铁心永磁直线电机由于齿槽、边端效应及电枢电流谐波等,不可避免地会产生较高的电磁推力波动,电磁推力波动直接影响直线电机运行精度和平稳性。该文对具有磁路互补特征的横向磁通切换直线电机展开电磁推力特性研究,通过等效磁路法分析其磁场分布规律,得出该电机次级具有等磁位的电磁特性;基于气隙磁动势-磁导分析方法,揭示互补磁路条件下,该有铁心电机消除齿槽推力波动,实现有铁心电机无齿槽效果的机理;基于该电机磁场分布特征,建立其许-克变换气隙磁场计算模型,提出定位力、电枢绕组磁阻力及永磁推力等电磁推力快速准确的计算方法,获得该电机各电磁推力特性;对样机进行了空载感应电动势和电磁推力的测试实验,对比实验和仿真结果,验证了理论分析模型及计算方法的有效性和准确性。     

感应系电度表的制动力矩

当感应系电度表圆盘旋转时,由于圆盘切割磁通而产生制动力矩。穿过圆盘的磁通有阻尼磁钢的直流磁通、电压工作磁通和电流工作磁通,因此圆盘旋转时作用其上的制动力矩有阻尼磁钢产生的制动力矩M_z、电流工作磁通产生的自制动力矩M_I和电压工作磁通产生的自制动力矩M_U。今分别叙述这些制动力矩的计算方法。     

高速电主轴永磁电动机参数化设计及有限元分析

为了提供高速电主轴的功率密度及动态性能,采用永磁电动机方案。比较了不同的线圈匝数、铁心长度、气隙长度、永磁体厚度、宽度等参数下电机的效率、功率密度、输入电流等主要指标。采用有限元方法分析了该种电机设计的合理性及性能指标,为电机的优化设计打好基础。针对永磁体与有槽铁心相互作用产生齿槽转矩而引起振动和噪声,采用优化槽口方案,削弱齿槽转矩。结果表明,通过优化后电机结构方案与原方案相比,显著削弱了齿槽转矩和转矩波动。     

横向磁通永磁电机设计与分析

横向磁通永磁电机定子齿槽和电枢线圈在空间上相互垂直,克服了传统电机齿和槽大小相互制约的矛盾,具有转速低、容错性好和转矩密度高等优势,得到了快速发展。基于独特的定子铁心结构,提出了一种结构较为简单的新型模块化横向磁通永磁电机,有效提高了定子空间利用率。介绍了该电机的结构及运行原理,在此基础上,推导了电机功率尺寸方程,给出了电机初步设计方法。采用三维有限元方法,对横向磁通永磁电机进行电磁分析,给出了空载磁链和空载反电势波形以及定位力矩和最大铁心磁通随不同气隙长度的变化波形。     

基于有限元法的新型轴向磁场磁通切换型永磁电机齿槽转矩分析

永磁电机中永磁体与有槽电枢铁心之间的相互作用,产生齿槽转矩,引起电机振动和噪声。文章采用全场域三维有限元分析方法,对轴向磁场磁通切换型永磁(Axial Field Flux-switching Perma-nent Magnet,简称AFFSPM)电机的齿槽转矩进行了仿真计算,研究了影响AFFSPM电机齿槽转矩的因素,给出了削弱齿槽转矩的有效方法,为电机的最优设计提供了重要的理论依据。     

上期想想看答案

正1.为什么有些小型直流电机被设计成无槽结构?这种电机有何优点?无槽直流电机是一种电枢铁心不开槽的直流电机,其线圈则用自粘漆包线铺放在铁心表面。无槽直流电机有如下优点。(1)气隙磁场无齿槽脉动,对于直流力矩电动机来说,转矩波动小;对于直流测速发     

削弱永磁电机齿槽转矩的一种新方法

针对永磁体与有槽电枢铁心之间相互作用产生齿槽转矩,引起电机的振动和噪声,并影响系统的控制精度等问题,提出了通过改变磁极形状来削弱齿槽转矩的新方法。采用有限元分析方法,对不同形状永磁磁极的永磁电机齿槽转矩和磁通进行了分析和比较,并对槽数与极数配合对齿槽转矩的影响进行了研究。研究表明,采用偏心磁极结构可有效地削弱齿槽转矩,而对每极磁通影响较小,本文提出的方法是有效的。     

永磁开关磁链直线电机若干优化设计方法

永磁开关磁链直线电机除具有常规永磁直线电机的优点外,还具有显著的成本优势,因此具有很好的应用前景。本文在简要说明该类电机的基本结构与原理之后,指出通过合理调整初级与次级铁心的外形尺寸来减小反电动势谐波含量与电机推力波动,采用磁桥结构提高弱磁控制能力和初级铁心机械强度,借鉴旋转电机齿槽力矩的抑制方法来削弱推力波动的齿槽效应成分,并提出辅助齿结构来有效削弱推力波动的端部效应成分,最后还给出了一种模块化结构形式来提高电机的容错性以及边端线圈与内部线圈的对称性。     

(二)用秒表法校验电度表

电度表又名瓦特小时表(watthourmeter),它常用来直接接入电路,其被测电能直接读出。 1.电度表基本误差产生原因电度表的基本误差主要由转动部分的摩擦以及电流元件的电流和磁通之间的非线性的关系所引起的。因磁路里面有铁芯,故磁通Φ1和电流之间不是线性关系;另外,电流线圈的磁通Φ1穿过铝盘时也要产生制动力矩。该力矩和电压线圈的磁通Φu所产生的制动力矩不同,它将随负载电流而变化,于是,在不同的负载下都难以得到合理的补偿。同时,由于摩擦力矩还     

定子永磁型磁通切换电机齿槽转矩及其抑制技术

齿槽转矩是永磁电机特有的问题之一,其产生原因是在不通电的情况下永磁体与有槽铁心的相互作用。磁通切换永磁电机作为永磁电机的一种,由于其特有的双凸极结构和聚磁效应,导致该电机的齿槽转矩比常规转子永磁型电机大,从而引起电机转矩脉动、振动和噪声,尤其会影响电机低速时的性能。首先介绍了磁通切换永磁电机齿槽转矩的产生机理,在此基础上介绍了解析法和有限元法这两种通用的齿槽转矩抑制方法,并总结了其各自优点和缺点。针对磁通切换永磁电机这一特定电机类型,从本体角度分析各种抑制齿槽转矩的研究方法,并进行了总结。讨论了在电机设计初始阶段的一些抑制措施和辅助的方法,如斜极、辅助槽和削角等。最后,对该电机齿槽转矩未来的研究方向进行了展望。     

电流互感器变比校验方法的探讨

1电流互感器变比校验的特点电流互感器的工作原理不同于变压器，变压器铁心内的交变主磁通是由一次线圈两端交流电压所产生，而电流互感器铁心内的交变主磁通是由一次线圈内电流所产生，一次主磁通在二次线圈中感应出二次电势而产生二次电流。     

Halbach永磁阵列无刷直流电机转矩的解析计算和分析

Halbach永磁阵列具有灵活配置电机气隙磁通密度、磁屏蔽的特点,将其用于无刷直流电机以增加电磁转矩、降低齿槽转矩。在保角变换求解电磁场基础上,给出无刷直流电机电磁转矩与齿槽转矩的解析计算模型,通过有限元仿真对该模型的准确性进行证明;使用该模型分析每极两块(1P2p)、每极三块(1P3p)Halbach永磁阵列中主磁钢弧角和辅磁钢充磁方向角对无刷直流电机电磁转矩与齿槽转矩的影响,对比分析径向充磁、平行充磁和Halbach永磁阵列的无刷直流电机电磁转矩与齿槽转矩随永磁体厚度的变化规律。分析结果表明,合理配置无刷直流电机Halbach永磁阵列中主磁钢弧角和辅磁钢充磁方向角可提高电磁转矩、降低齿槽转矩,当永磁体厚度增加时,Halbach永磁阵列更有利于电磁转矩增加。     

基于Taguchi-BBD方法的PMSM齿槽转矩抑制

针对由永磁同步电机(PMSM)中磁钢与定子铁心之间相互作用而产生的齿槽转矩引起的电机振动与噪声、输出转矩波动、影响控制精度等问题,以一款48槽8极的PMSM为例,提出采用田口方法(Taguchi)与基于Box-Behnken设计的响应面法(BBD)相结合的方式以抑制PMSM的齿槽转矩。为了提高计算效率,首先利用Taguchi对齿槽转矩幅值相关的初选优化变量,即定子铁心槽口宽度、极弧系数、磁钢厚度、偏心距、磁钢充磁方式五个变量,安排了正交试验,并进行了最优目标变量的局部搜索以及对齿槽转矩影响比重较大的初选优化变量进行筛选,得到复选优化变量。其次,利用BBD对复选优化变量安排响应面试验,采用最小二乘法对响应面函数进行拟合回归,并对模型回归结果的有效性和拟合程度进行方差分析,最终利用BBD对最优目标变量进行全局搜索,得到最优解,抑制了PMSM的齿槽转矩幅值。研究结果表明,通过Taguchi-BBD的方法,能有效抑制PMSM的齿槽转矩。     

转子齿形状对10极12槽开关磁通电机转矩特性的影响

开关磁通永磁电机是一种新型的双凸极结构无刷电机,功率密度高且结构简单,但由于其自身的双凸极结构,转矩波动较大,会引起较大的振动和噪声。针对一种应用于电动汽车的10极12槽开关磁通永磁电机,研究开关磁通永磁电机电磁转矩,齿槽转矩与转矩波动的特点。利用有限元分析法研究分析不同绕组结构以及不同转子齿结构(包括开槽齿、阶梯齿、偏心齿)对转矩性能的影响。将开关磁通永磁电机的新型转子齿结构特性与传统转子齿结构特性进行对比分析,通过仿真数据验证这几种新型转子齿结构可以实现有效减小齿槽转矩与转矩波动的功能,并且其输出的电磁转矩减小比例不大。     

直流往复电机

直流往复电机是由可控硅电子线路和螺管电磁结构如图1,电气控制原理图如图2。机构组成,是电子、电磁和机械的有机配合。电机这种往复电机,是利用螺管磁场中,靠近铁心的线圈产生的漏磁通与线圈电流互相作用产生的力,即F=KB·I·L使铁心运动,其动态特性,是由速度反电势建立感抗,从而平衡外加电势,保持运动的连续性,故效率较高。本文介绍的电机,功率     

轴向磁通永磁电机的设计与优化

本文根据一款家用乘用车的结构和运行性能需求,设计出了额定功率95kW,峰值功率190kW的轴向磁通永磁电机。电机采用内单定子外双转子结构,定子铁心采用分块式设计形式。基于永磁电机设计理论,总结归纳轴向磁通永磁电机的初始设计流程,并对其电磁性能进行初始评估。采用有限元法建立电磁分析三维模型,对采用多种转子结构电机的电磁转矩、齿槽转矩、转矩脉动及永磁体涡流损耗等进行计算和分析。文中所归纳的电动汽车驱动用轴向磁通永磁电机设计流程及降低齿槽转矩、转矩脉动和永磁体涡流措施的效果对比,为此类电机的设计及优化提供借鉴经验。     

GL—10(GL—20)系列过流继电器一般介绍

<正> 过流继电器的动作原理是复合式的,它由感应式和电磁式的两个元件组成,两个元件公用一个线圈。当线圈通以交流电流时,在感应元件的电磁铁中,由于短路环的移相作用,产生两个相位不同的磁通,此磁通与其在铝盘中感应的涡流相互作用,产生电磁力知使铝盘旋转,当电流增大到整定电流时,电磁力矩大于弹簧的反作用力矩,铝支架转动,扇齿与蜗杆咬合,并随着蜗杆旋转而上升,其顶杆推动电磁元件的动铁,当动铁与电磁铁之间的气隙减小到一定程度时,动铁被吸合,动铁尾部的顶板推动接点闭合,并推下信号牌,显示继电器…     

TDY系列低速永磁同步电机充磁工装的改进

TDY系列低速永磁同步电机是一种利用定转子齿槽效应引起气隙导变化来工作的交流低速同步电机，具有可靠性高、使用寿命长、转速低且稳定、转矩大等特点，适用于低速及瞬时转速稳定度要求较高的场合。电机转子由五段硅钢片铁心和两块永磁磁钢圆形薄片及轴、螺母等组成；两块永磁磁钢薄片被夹在三段铁心中间。轴的末端处车有螺纹，组装时以特制的螺母将钱心与永磁薄片压紧，并铆冲螺纹以防松动。充磁工装以前采用图1所示的结构形式，在充磁线圈支架上饶有线圈，充磁时转子通过导磁支架上的孔被横搁其上。充磁线圈支架抵紧转子前后两端铁心，…     

电磁轴承中磁通观测器的研究

采用磁通控制方案的电磁轴承系统中的关键环节是气隙磁通的测量。由于在电磁轴承气隙中安装磁通传感器存在较大的困难,所以很难直接用磁通传感器对气隙磁通进行测量,而采用状态观测器的方法进行磁通观测具有较佳的可行性。结合磁通观测器在电机领域中的研究进展,分析了电压模型和电流模型在电磁轴承中应用时存在的问题,进而分析了组合观测器的优点。由于组合观测器中线圈电阻的变化会对磁通观测产生较大的影响,提出了利用模型参考自适应方法对线圈电阻参数进行在线自整定。利用Matlab中的Simulink建立了仿真模型,并以DSP2812为核心研制了磁通型功率放大器,仿真和实验结果均验证了理论分析的正确性。     

永磁电动机齿槽转矩的抑制方法

在永磁电机中,即使定子中没有电流,齿槽转矩也会存在。文中阐述了齿槽力矩产生机遇,综述了抑制齿槽转矩的方法,探讨了抑制齿槽转矩的发展趋势。