基于Ansoft的爪极发电机漏磁分析与优化设计

针对爪极发电机漏磁大,影响电机效率问题,利用Ansoft软件的Rxmprt和Maxwell 3D模块,建立了一台爪极发电机的三维有限元瞬态仿真模型.通过在三维模型中添加漏磁分析辅助面的方法,分析了电机漏磁分布的规律.在空载、恒定励磁条件下,分析了气隙大小对电机漏磁影响.探究了一种新型的混合励磁爪极同步发电机的漏磁分布情况,并与电励磁爪极电机的漏磁系数进行了对比分析,验证了混合励磁爪极电机在漏磁和效率上的优越性.     

爪极发电机空载漏磁计算

用三维有限元方法计算一台电励磁爪极发电机和一台新型混合励磁爪极发电机漏磁系数。爪极结构的特殊性决定了爪极发电机磁场呈三维分布,需用三维数值方法计算。采用有限元商用软件包通过前处理、加载和后处理等程序,得到电励磁爪极发电机和混合励磁爪极发电机不同结构参数下的空载漏磁系数,并总结出不同结构参数下漏磁系数的变化规律,对于不同类型爪极发电机的结构设计、磁场分析以及参数优化设计等方面的研究提供一定的理论参考。     

一种新型混合励磁爪极发电机的建模和计算

提出了一种具有混合励磁结构的爪极发电机的原理和模型，混合励磁爪极发电机是由永磁体和励磁线圈共同产生电机磁场的一种发电机，较之传统的电励磁爪极发电机，具有效率高、电机低速性能好，集线圈励磁的电压调节性能和高功率密度的优点，具有很好的研究前景和使用价值，但是，长期以来由于其结构和磁路的复杂、不规则性，又是典型的三维磁场特性，国内外对于这种新型电机的专题研究经典的从磁通管方法入手的等效磁网络法结合有限元法，通过分析，计算电机各部分磁导，构成爪极电机的三维等效磁网络，并采用三维有限元法计算了电机的自感，给出了相关的计算结果，以供设计人员参考。     

基于等效磁网络法的新型混合励磁无刷爪极发电机的性能计算

提出一种新型的混合励磁无刷爪极发电机,该电机由永磁体与励磁绕组共同作用产生电机磁场,由于电机结构及磁路的复杂性,对这种电机进行快速、准确的分析比较困难。建立考虑磁场三维分布的电机等效磁网络模型,利用该模型对电机的空载磁场分布及磁场调节能力进行了分析,与有限元分析相比,等效磁网络法分析快速、结果准确。此外,利用等效磁网络模型,结合电机的相量图对电机的负载输出特性进行了计算,计算结果与样机实验结果相吻合。分析结果显示该电机具有气隙磁通密度高、功率密度高、低速输出性能好、励磁损耗低的特点。     

基于三维等效磁网络法计算混合励磁爪极发电机负载特性

用三维等效磁网络方法计算了一台新型混合励磁爪极发电机负载特性.传统的电路法和磁路法不适合求解此类发电机电磁场.等效磁网络方法计算时间短且计算精度较高,在给出新型结构发电机三维等效磁网络模型的基础上,进一步通过计算得到混合励磁爪极发电机负载特性,最后给出输出电流优化结果.与有限元计算结果的一致性验证了计算结果的有效性,对混合励磁发电机的优化设计具有一定的理论参考价值.     

基于Ansoft的爪极发电机空载漏磁分析

针对漏磁影响爪极发电机效率问题,利用Ansoft软件的Rxmprt和Maxwell 3D模块,建立了一台爪极发电机的三维有限元瞬态仿真模型。通过在模型中添加漏磁分析辅助面的方法,分析了电机漏磁分布的规律。在空载、恒定励磁条件下,分析了电机漏磁随转速变化的规律。     

新型爪极发电机的电磁分析

针对爪极式发电机的特殊结构使得气隙间漏磁比较严重的现象,提供了一种爪极间安装有条形永磁体的16爪新型爪极发电机结构。通过逆向工程获得该发电机的三维模型,利用Ansoft软件中的Maxwell 3D模块进行了空载励磁分析,论证了该款发电机的优异性能,为爪极发电机的结构设计和磁场分析提供了理论参考。     

环形永磁体夹置式混合励磁无刷爪极发电机的研究

为解决永磁发电机磁场调节困难和电励磁爪极发电机因存在电刷—滑环结构而导致的工作可靠性低的问题,提出了一种混合励磁无刷爪极发电机,由永磁体和励磁绕组共同产生气隙磁场,励磁绕组通过励磁支架固定在端盖,取消了电刷—滑环结构,且可以方便地通过调节励磁电流进行气隙磁场的调节。采用三维有限元法对电机的空载磁场分布及磁场调节能力进行了分析,确定了永磁体的合理尺寸。分析结果表明:采用新型混合励磁结构后,气隙平均磁密得到了较大提高,从而增大了电机的功率密度,改善了电机的低速发电性能;同时用较小的励磁电流即可产生较大的气隙磁密,降低了电机的励磁损耗。     

混合动力车用混合励磁爪极皮带式起动发电机多领域仿真分析(英文)

传统爪极电机通过调节励磁电流控制气隙磁通,用以满足变负载运行时恒压向蓄电池供电,但由于漏磁大,导致输出能力小、效率低等缺点,满足不了目前混合动力汽车供电要求。该文设计了一种42 V供电系统混合动车用混合励磁爪极皮带式起动发电机(belt-starter-generator,BSG),通过在爪极间镶嵌磁钢来减小爪极间漏磁,提高电机功率密度和低速输出能力。采用磁路法和三维有限元法分析了BSG电机结构及其原理,基于机械、模态和热工多领域综合仿真分析方法解决高密度电机极限能力分析与优化设计。仿真分析得出样机在电动模式下,可以获得起动转矩起动引擎,在发电模式下,可以在宽速度变化范围内输出恒定的电压向蓄电池供电。实验数据和三维有限元计算结果与理论分析一致,样机具有漏磁低、输出能力大、输出特性硬等优点,该电机的设计在混合动力汽车中具有广泛的应用前景。     

串联磁路混合励磁爪极发电机的结构设计和特性

针对电励磁爪极发电机效率低、永磁爪极发电机磁场调节困难的问题,提出了一种串联磁路混合励磁爪极同步发电机,利用磁路计算方法和三维有限元的分析研究了这种新型电机各部分的磁通密度大小,确定了合适的极对数和合理的磁钢厚度,探讨了这种新型电机的空载特性、外特性和调节特性.研究表明:串联磁路混合励磁爪极发电机合适的极对数为2,且磁钢厚度存在一个较为合理的优化值;相对于电励磁爪极发电机,它实现了励磁电流的双向控制;相对于永磁爪极发电机它使得输出电压的可调,在更宽的负载范围内实现了输出电压的恒定;在参数相同的情况下,与电励磁爪极发电机相比,该电机具有更高的气隙磁通密度和功率密度.     

交错磁极混合励磁电机漏磁系数计算与分析

混合励磁变速恒压风力发电机具有交错磁极转子结构,对整机进行三维电磁场漏磁分析耗费大量时间和计算内存,为此提出一种二维和三维电磁场混合计算方法。将该电机沿轴向分为永磁电机部分和混合励磁电机部分,采用二维电磁场对永磁电机部分进行分析,而对于混合励磁部分则采用三维电磁场进行分析,采用该方法较传统整体三维有限元方法显著提升了分析效率。研究了两部分的磁通分布规律和漏磁路径的差异,并对整机的漏磁系数进行计算,在此基础上研究两部分不同配比情况下的漏磁系数变化规律。最后,采用一台10 kW样机进行空载反电势测试,验证方法求解漏磁系数的准确性,为此类混合励磁电机研究提供理论参考。     

新型混合励磁无刷爪极发电机磁场调节特性的有限元分析

针对电励磁爪极发电机效率低、永磁爪极发电机磁场调节困难的问题,提出一种新型结构的混合励磁无刷爪极发电机,该电机由永磁体与励磁绕组共同作用产生电机磁场,通过改变励磁电流的大小和方向,可以实现电机磁场的调节,同时励磁绕组静止,取消了电刷-滑环结构,实现了无刷化,提高了发电机工作的可靠性。由于电机结构及磁路的复杂性,采用三维有限元法对电机的空载磁场分布及磁场调节能力进行了分析,分析结果表明:在结构参数相同的情况下,与电励磁爪极发电机相比,新型混合励磁无刷爪极发电机具有气隙磁通密度高、磁场调节范围宽和低速输出性能好的特点。     

基于Ansoft的混合励磁爪极电机磁场分析和计算

介绍了几种不同结构的混合励磁爪极发电机的工作原理和磁场特点,包括串励式与并励式混合励磁等各种结构。通过分析它们各自的磁路与磁场分布特点,并将纯电励磁爪极发电机的输出能力与混合励磁爪极发电机的输出能力进行了对比分析,着重阐述了并励式混合励磁相对于电励磁与串励式励磁的优点。用三维有限元方法分析与计算了该结构电机的空载磁场及电感参数。     

基于三维有限元的混合励磁爪极电机仿真研究

针对现阶段传统爪极电机损耗较高、弱磁控制困难等问题,根据爪极电机的相关结构,研究一种新型混合励磁爪极电机的结构特点及励磁原理。利用有限元法,构建新型混合励磁爪极电机的三维模型,使用Ansoft软件对电机的磁场性能进行仿真分析。分析比较了新型电机与传统电机在不同励磁电流下的电枢电流特性,永磁体厚度对电机电枢电流的影响。结果表明,新型电机在低励磁电流和永磁体厚度为气隙的5倍时,有更好的电枢电流和磁场特性。     

爪极电机空载时三维磁场的数值分析和电感计算

该文通过三维电磁场数值分析方法对一台35A交流汽车爪极发电机的空载磁场分布进行了计算，分析了电机各部分的磁场以及电机气隙磁密波形，对于不同爪极截面处也进行了计算和磁场显示，在此基础上，利用能量摄动法进一步研究和计算机了空载时电机各绕组的自感和互感，从而得出了空载时的相电压波形；与实测结果比较，证明了计算结果的正确性，对于计算负载时爪极电机的电感以及进一步研究混合励磁的爪极电机均具有一定的参考价值。     

爪极发电机建模及参数优化设计

建立了爪极发电机的三维有限元模型,对其漏磁进行了深入的分析。通过电机参数样本空间设计,利用支持向量机对爪极发电机的漏磁系数进行非线性回归建模分析,然后基于混沌理论对爪极发电机结构参数进行优化。仿真结果表明,支持向量机用于爪极发电机非参数建模准确可行,并且是高效的,非常适合于需要大规模迭代计算的参数优化。将有限元电磁仿真与支持向量机结合用于非参数建模,以及在非参数模型的基础上用混沌进行优化,为爪极发电机及其它的电磁工程设计提供了一种新的思路。     

串联磁路混合励磁爪极同步发电机的结构设计

针对电励磁爪极电机效率低、永磁爪极电机磁场调节困难的问题,探讨一种新型串联磁路混合励磁爪极同步发电机,分析其结构及其工作原理,利用磁路计算方法和三维有限元的分析对电机进行了仿真,确定了合理的磁钢厚度和合适的极对数。     

新型混合励磁无刷爪极电机磁场调节特性的三维有限元分析

针对电励磁爪极发电机效率低、永磁爪极发电机磁场调节困难的问题,提出一种新型的混合励磁无刷爪极发电机,它采用无刷结构,励磁绕组通过励磁支架固定在端盖上,由永磁体和励磁绕组共同作用产生气隙磁场,永磁磁场与电励磁磁场为并联关系.文采用三维有限元法对电机的空载磁场分布及磁场调节能力进行分析,分析结果表明:新型混合励磁无刷爪极发电机具有功率密度高、高效、可靠性高、转速调节范围更宽等特点.     

混合励磁无刷爪极电机磁场三维有限元分析

提出了一种新结构混合励磁无刷爪极电机。电机的磁场由爪极极面上永磁片、爪极极间永磁片和无刷爪极转子上的电励磁绕组三部分共同建立。采用三维有限元方法对所提出的一台六对极新结构混合励磁无刷爪极电机样机的空载磁场进行了分析,给出了三维有限元分析模型,计算了不同励磁电流时的电机气隙以及铁心中的磁场分布,给出了不同电励磁电流时气隙和转子的磁场分布图。由此证明了通过电励磁电流的调节可方便地改变电机气隙磁密。     

混合励磁爪极电机起动发电系统控制策略研究

随着汽车用电需求的增大,汽车爪极发电机功率有了很大提高,就可以利用爪极电机增加电动功能构建起动/发电系统以减小汽车怠速时燃油消耗和污染物排放。针对爪极电机漏磁大、起动转矩小等问题,提出在电机爪极间隙增加永磁体搭建混合励磁爪极电机起动/发电系统。分析了该电机电动、发电驱动原理,给出了电动、发电控制策略。对起动/发电系统运行过程进行了仿真分析,仿真结果表明混合励磁爪极电机起动/发电系统能够提供较大转矩带动发动机起动,发电运行时有很好的调压控制性能以及较宽的转速范围。