极槽配合对分数槽外转子无刷直流电机性能影响研究

介绍了无刷直流电机(BLDC)分数槽绕组的极槽配合原则,分析了极槽配合对外转子无刷直流电机绕组连接方式、绕组系数、气隙磁场、计算极弧系数、齿槽转矩、定子磁动势谐波、定子铁损耗等影响,并通过Ansoft和Matlab软件对12槽8极、12槽10极、12槽14极和12槽16极四种极槽配合电机进行仿真,验证了理论分析的结果,为电机设计提供了理论依据。     

永磁同步电机极弧系数选取*

永磁同步电机的极弧系数对电机性能影响较大。结合有限元仿真软件,对8极48槽永磁同步电机选取不同的极弧系数,分析其对电机气隙磁密、空载感应电动势和电磁转矩的影响。通过对比分析,得到这种槽极配合下极弧系数的合适值。     

PMSM极弧系数对感应电势和漏磁系数的影响

利用Ansoft 13软件对12极表面式永磁同步电机进行Maxwell 2D有限元分析,旨在研究永磁体极弧系数对电机定子绕组感应电势和电机漏磁系数的影响.处理仿真结果,得到极弧系数与感应电势THD值和基波值变化走势图,以及极弧系数与漏磁系数的关系曲线.保持极弧系数恒定,用相同槽数4极和6极电机验证结论的正确性,并比较三种电机的感应电势THD值和基波值以及漏磁系数的区别.     

极弧系数与极槽配合对直驱永磁同步发电机齿槽转矩的影响

为了削弱直驱永磁同步发电机的齿槽转矩,根据其结构特点,研究了极弧系数和极槽配合对齿槽转矩的影响。首先,采用解析法确定了对齿槽转矩有影响的气隙磁密平方的傅里叶分解系数,并得到了傅里叶分解系数与极弧系数的变化函数关系,进而分析了极弧系数对齿槽转矩的影响,然后用有限元法对不同极弧系数下的齿槽转矩进行了计算,验证了解析法的正确性,最后,通过24台样机的设计数据,分析总结了不同极槽配合对齿槽转矩的影响规律。结果表明,合理选取极弧系数和极槽配合,可以有效削弱永磁同步发电机的齿槽转矩。     

永磁同步电动机产生电磁振动的原因分析

文章从极槽配合、绕组形式、定子绕组并联路数、气隙大小、斜槽或斜极、槽口形式、极弧系数等方面分 析了引起电机振动的原因。     

汽车天窗电机设计参数对齿槽转矩影响及优化

提出天窗电机主要参数对齿槽转矩影响分析及其电磁优化设计模型研究.在阐述天窗电机基本结构和齿槽转矩产生机理基础上,以某汽车天窗电机为例,针对极槽配合和极弧系数设计以及转子静态偏心时的电机齿槽转矩进行计算,得到电机主要设计参数对电机齿槽转矩大小的影响规律.最后,以天窗电机齿槽转矩最小为目标,建立基于遗传算法的电机优化设计模型,获得了最优槽口宽、极弧系数和斜槽个数的设计方案,优化后的齿槽转矩明显小于原始设计方案.     

极弧系数组合优化的永磁电机齿槽转矩削弱方法

永磁电机在高性能控制系统中应用越来越广泛，然而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。通常情况下，永磁电机各磁极的极弧系数相等。为削弱齿槽转矩，可设计相邻磁极极弧系数不等。文中采用不等极弧系数组合削弱永磁直流电机齿槽转矩，利用基于能量法和傅里叶分解的解析法得到齿槽转矩的表达式，通过分析起作用的气隙磁密的傅里叶系数，给出了使得齿槽转矩最小的极弧系数组合的确定方法。但是由于采用了一些假设，上述确定方法存在一定误差。为使齿槽转矩最小，采用全局优化方法与有限元相结合以获得最优极弧系数组合。文中对每极槽数为整数和分数的2台电机模型分别进行了解析分析和优化，结果表明：该优化方法可显著削弱齿槽转矩。     

双三相分数槽电动机绕组系数分析与计算

对采用分数槽集中非叠绕组的双三相电动机进行研究,在参照传统三相分数槽电动机极槽配合分析与绕组系数计算的基础上,分析双三相电动机不同的极槽配合情况,计算与之对应的绕组系数,以归纳在极槽配合影响下的绕组系数变化规律,并最终总结出适用于双三相分数槽集中非叠绕组电动机的绕组系数计算公式,可供电机设计以及性能分析作参考.     

交替极轮毂电机齿槽转矩的优化研究

针对交替极轮毂电机,研究能够削弱其齿槽转矩的结构参数。对永磁电机齿槽转矩的产生机理进行分析,可以通过槽极数配合、优化极弧系数两种方法减小齿槽转矩,运用有限元分析软件Ansoft对电机进行二维建模,并通过上述两种方法对齿槽转矩进行仿真分析,最终得出选择合理的槽极数组合以及极弧系数,能够有效地减小齿槽转矩。     

表贴式永磁交流伺服电机齿槽转矩优化分析

齿槽转矩由永磁电机中的永磁体和有槽电枢铁心相互作用产生。基于能量法和有限元仿真分析了永磁体极弧系数对电机齿槽转矩的影响,计算选取出最优极弧系数,通过调整磁极偏心距离进一步降低齿槽转矩,将仿真结果与样机测试数据进行对比证实了优化方案的可行性。结果表明,合理选取极弧系数并结合磁极偏心的方法可以有效降低齿槽转矩。     

轮毂电机振动噪声抑制措施

外转子永磁同步电机作为轮毂电机较多地应用在电动汽车上,但以轮毂电机为目标的振动噪声研究却较少。以一台额定功率为10 kW、额定转速为500 r/min的轮毂电机为例,通过构建轮毂电机的2D有限元模型,对电机的径向电磁力密度和振动噪声特性进行有限元仿真计算。从极弧系数和定子齿上开辅助槽两个方面对外转子轮毂电机的振动噪声特性进行研究。仿真结果表明：轮毂电机极弧系数为0.72左右时,振动噪声特性较好;在定子齿顶开设不对称的双辅助槽显著提升了电机的振动噪声特性。     

多相电励磁双凸极发电机的极数和极弧系数研究

电励磁双凸极发电机(wound-field doubly salient generator,WFDSG)的极数和极弧系数设计不当会导致电机产生较大的定位转矩和励磁绕组反电势。为了设计容错能力强、电压脉动率小的多相WFDSG,该文对多相WFDSG的极数和极弧系数进行了研究。在分析多相WFDSG原理的基础上,确定了多相WFDSG的设计要求;分析了定转子极数和极弧系数等结构参数对各绕组电感、电动势等性能参数的影响规律,推导了多相WFDSG普遍适用的定子极数、转子极数和定转子极弧系数等结构参数的约束公式,为设计多相双凸极电机提供理论基础。依据上述理论设计了一种12/9极四相WFDSG,利用有限元软件对传统WFDSG和该文设计的新型四相WFDSG样机进行了对比分析,试制了样机并进行了实验。仿真和实验结果验证了所提出的设计方法和电机结构的合理性。     

抑制表贴式永磁发电机齿槽转矩的极弧系数优化设计方法

本文阐述了通过优化极弧系数来抑制表贴式永磁发电机齿槽转矩的基本原理,给出了极弧系数的优化设计方法,该方法采用经验系数表示磁极边缘磁通的影响。分别以整数槽(96槽8极)和分数槽(156槽32极)两个表贴式永磁发电机方案为例,对二者的最优极弧系数进行理论预测,并应用有限元法对其进行仿真验证。研究结果表明,两种方案的最优极弧系数理论预测值与有限元仿真结果非常接近,由此表明了该方法的正确性。     

优化磁极形状和极弧系数的分数槽无刷直流电机齿槽转矩削弱方法

永磁电机的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。针对一台9槽10极无刷直流电机展开分析,通过能量法和傅里叶分解法得到其齿槽转矩的表达式,并采用有限元分析方法分析了两种常用磁极形状对该电机齿槽转矩的影响。此外,通过分析极弧系数对电机齿槽转矩的影响,得出分数槽永磁电机齿槽转矩随极弧系数的变化规律。在此基础上,提出了一种电机最小齿槽转矩极弧系数确定方法,并分析改变极弧系数对电机其它参数的影响,从而验证了所提方法的有效性。     

基于不同极弧系数组合分段倾斜磁极的表贴式永磁同步电机齿槽转矩削弱措施研究

齿槽转矩的准确计算和削弱是评估和优化电机性能的基础。采用解析法计算电机的齿槽转矩时很难考虑复杂齿槽结构对气隙磁导的影响,计算结果精度较低。考虑定子实际的齿槽结构,提出一种普遍适用的有效气隙长度的准确计算模型,通过该模型可以准确求得电机的气隙磁导和其他相关的电磁性能。以6极36槽表贴式永磁同步电机为例,对电机的有效气隙长度以及由此所得的齿槽转矩进行计算,并采用有限元法进行验证,结果表明该计算模型具有很高的准确性。此外,该文推导采用不同分段磁极结构时的齿槽转矩解析表达式,给出最佳极弧系数组合和倾斜角度的确定方法,并结合有限元法和粒子群优化算法(particleswarm optimizationalgorithm,PSO)对不同极槽配合电机的齿槽转矩进行分析。分析结果表明,采用该文方法确定的最佳极弧系数组合和倾斜角度,能够有效地削弱电机的齿槽转矩。     

四相电励磁双凸极发电机转子极加宽对外特性的影响

转子极宽对基于磁阻原理工作的电励磁双凸极发电机输出特性有重要影响。文中详细介绍了四相电励磁双凸极电机的结构特点及其运行原理,采用二维有限元方法分析了四相电励磁双凸极电机的电磁特性并对比研究了不同转子极弧系数对整个电机的发电输出特性的影响。有限元分析表明转子极弧系数在1/3时发电机的带载能力更强,短路电流更大。最后,设计制造了一台转子极弧系数为1/3的四相电励磁双凸极电机,发电实验数据与仿真数据相吻合,从而验证了理论分析和有限元分析方法的正确性。分析结果表明,将转子极弧系数由1/4增加到1/3可以有效改善发电机的性能,提高电机的带载能力。     

基于极弧系数选择的实心转子永磁同步电动机齿槽转矩削弱方法研究

齿槽转矩的削弱是永磁电机的难点和研究重点之一。为削弱实心转子同步电动机的齿槽转矩，文中提出了一种基于能量法和傅立叶分解的的解析分析方法，给出了能明确表达齿槽转矩与设计参数关系的齿槽转矩解析表达式，据此研究了极弧系数对齿槽转矩的影响。在此基础上，提出了极弧系数的最佳确定方法。根据该文给出的方法，可以方便地得到不同极数和槽数配合时的最佳极弧系数，进而削弱齿槽转矩。最后利用有限元法对其进行了验证，证明文中提出的方法是正确有效的。     

基于ANSOFT的表贴式永磁电机齿槽转矩的优化设计

在永磁电机设计中,由于永磁体和有槽电枢铁心的相互作用,会产生齿槽转矩,引起振动和噪声,影响电机的性能发挥。对于表贴式永磁电机,影响其齿槽转矩大小的因素有很多,本文用Ansoft Maxwell 2D软件对其进行建模,并结合遗传算法,对其极弧系数、永磁体厚度和极弧偏置等参数进行优化组合,最后对齿槽转矩的优化结果进行了仿真验证。     

基于多参数组合削弱盘式永磁发电机反电动势谐波的研究

针对有铁心盘式永磁发电机反电动势波形谐波含量高的问题,提出一种将极槽配合、极弧系数及斜极方式相结合的优化方法。首先采用等效磁路法得出有铁心盘式永磁发电机的基本设计参数并搭建电机3D模型;然后结合该优化方法对电机进行有限元分析,通过对比不同极槽配合、极弧系数及斜极方式下的反电动势谐波含量,选取了一组最优组合参数,提高了反电动势波形的正弦度。有限元仿真结果表明,该方式有助于削弱盘式永磁发电机反电动势谐波,为下一步样机的研制提供依据。     

分数槽集中绕组高效内置式永磁同步电机研究

采用高绕组系数的槽极配合方案,是高效永磁同步电机设计的重要技术方案。使用有限元软件仿真分析,针对分数槽集中绕组高效永磁同步电机进行研究,包括12槽8极、12槽10极星型绕组、12槽10极星-三角混合绕组。分析了影响电机效率的绕组系数、绕组磁动势谐波、转子涡流损耗要素,仿真计算电机效率,并实测电机效率,验证了12槽10极星-三角混合绕组电机效率提升明显。通过仿真计算定子模态来避免与低阶径向电磁力发生共振,并实测电机振动,得到12槽10极星-三角混合绕组电机振动变大的结果。综合对比电机效率和电机振动,为高效永磁电机的开发设计方案选择提供参考依据。