长定子同步直线电动机的设计及其优化

详细讨论了长定子同步直线电动机的设计过程 ,给出了电机基本参数以及推力与电流比的计算公式。并采用遗传模拟退火算法对长定子同步直线电动机进行了优化 ,取得了良好的优化效果。     

基于等效磁路法的新型双动子直线振荡电动机设计

在研究和开发空调用直线压缩机的基础上,提出了一种新型双动子直线振荡电动机。采用等效磁路法建立了其电磁场数学模型,分析了其系统振动特性。重点推导了这种新型直线振荡电动机主要结构和性能参数的计算表达式,分析和讨论了合理选择这些参数的要求和范围。样机试验与性能仿真分析表明,此种设计方法是可行的。     

永磁同步直线电机驱动控制技术研究

本文主要研究永磁同步直线电机在转子磁场定向yd=0和SVPWM的控制策略下的驱动控制技术,并就直线电机的特殊性在速度控制上采用了相应的控制方法.在以上的控制思想的基础上搭建了软硬件系统,并进行相应的实验.     

基于遗传算法的直线同步电机优化设计

本在遗传算法基本原理的基础上，针对直线同步电动机的特点，建立了三维有限元数值分析与遗传算法相结合的电机优化设计模型，对电动机的直线推进力进行优化，为提高牵引系统中直线电动机运行的平稳性，论在电机出力不变的前提下，对其谐波分量进行最小优化，并通过对具体实例的优化计算，表明遗传算法与有限元结合是电机优化设计领域中一种行之有效的全局优化方法。     

永磁同步直线电机建模及混沌搜索优化设计

建立了永磁同步直线电机的电磁场有限元物理模型,以此对气隙磁密波形畸变率进行了深入的分析。通过电机参数样本空间设计,利用正交试验设计方法进行非线性回归建模分析,给出了气隙磁密波形正弦度可行的电磁方案。基于混沌搜索理论和适应函数对永磁同步直线电机结构参数进行优化。仿真结果表明,在此结构参数基础上,电机磁极偏移后其三相反电势依然有较好的对称性,为永磁同步直线电机及其他的电磁工程设计提供了一种新的思路。     

高温超导直线感应电机的优化设计

详细讨论了高温超导直线感应电机的结构设计和初级绕组排列方式,给出了高温超导带材临界电流和背景磁场的关系曲线。采用Maxwell有限元电磁分析软件对高温超导直线感应电机进行了详细的电磁分析,并对初级绕组匝数、初级铁心槽高和初级铁心槽宽等关键参数进行了参数扫描和优化,分析了它们对电机电磁力、初级槽漏磁通和电机临界电流的影响,提出了高温超导直线感应电机的优化设计方法。根据得到的高温超导直线感应电机优化设计参数制造了一台完全相同的铜绕组实验样机,测试了样机在不同电流和速度下的推力,对比相同条件下得到的有限元电磁仿真结果,可以得到一个修正推力仿真结果的系数,这个系数对研究不同电机参数的电机推力很有意义。     

行波超声波电动机性能分析及其优化设计

以行波型超声波电动机为研究对象，开发了超声波电动机性能仿真分析软件。利用该软件可预测出处于设计阶段的超声波电动机的输出特性曲线及各项动力学特性指标，还能对定子尺寸、压电陶瓷厚度、模态阶次、预压力等等对超声波电动机性能有显著影响的参数作变参数分析。以此为依据，提出了超声波电动机优化设计的原则，阐述了超声波电动机优化设计的实现过程，特别对工作模态的选择和预压力及输出特性的选定进行了详细分析，给出了设计实例。     

大中型高效电机后倾式离心风扇的优化设计

优化设计高效、高性能的电机外风扇是提高大中型高效电机效率的关键措施之一。通过分析离心风扇风压-风量特性,提出后倾式离心风扇的优化设计方法。对比分析了某项目YXKK710-4高效电机优化前后离心风扇的性能,并对优化前后离心风扇对电机效率、噪声和温升的影响进行了试验研究。结果表明,优化后的风扇更接近工作点,效率、噪声等性能指标更优,验证了所提后倾式离心风扇优化设计方法的合理性和可靠性,可为提高电机效率和性能及研制系列高效电机提供思路和指导。     

Bacterial Foraging Based Optimal Design of Transverse Flux Linear Motor for Thrust Force Improvement

Abstract—This article presents a novel optimal design for a permanent magnet excitation transverse flux linear motor with an inner mover using bacterial foraging optimization. The target is maximizing the motor thrust force, which is the most important quantity in linear electric drives. The stator pole length, air-gap length, winding window width, and stator pole width define the search space for the optimization problem. The response surface methodology is used to build the mathematical model of the motor thrust force in terms of the design variables. It can create an objective function easily, and great computational time is saved. Finite-element computations are used for numerical experiments on the geometrical design variables to determine the coefficients of a second-order analytical model for the response surface methodology. The bacterial foraging optimization technique is used as a searching tool under the constraints of design variables for design optimization of the transverse flux linear motor to improve the motor thrust force. The effectiveness of the proposed bacterial foraging optimization model is then compared with that of both genetic algorithm and particle swarm optimization models. With this proposed bacterial foraging optimization technique, the thrust force of the initially designed transverse flux linear motor can be increased.     

方环形直线驻波超声波电动机振子的动态设计

利用有限元分析软件对方环形直线驻波超声波电动机的振子进行了动态设计，提出了一种环梁式双接触面的振子结构，该振子采用柔性铰链与支撑结构连接，实现力的输出。利用振子第9阶同频的两个正交的面内弯曲模态分别实现直线电机的正、反方向驱动。对影响振子模态及固有频率的主要结构参数进行了有限元数值分析。     

人工腿中直线电机位置伺服系统仿真与设计

首先,采用“阶跃响应最佳准则”设计位置伺服系统闭环传递函数,接着设计伺服系统控制器结构,在没有提高系统阶次的情况下,提高控制系统型号,该方法对控制对象的性能参数有较强的鲁棒性能;然后,用MATLAM提供的控制系统工具箱和SIMULINK仿真工具对直线电机位置伺服系统进行仿真和优化;最后,采用DSP数字信号处理芯片实现伺服系统。     

一种非共振式压电叠堆直线电机的机理与设计

提出一种利用压电叠堆驱动的非共振式直线电机.研究了非共振状态下压电叠堆输出机构的理论模型,提出了电机定子的"三明治刚度"结构.研究了基于压电叠堆的非共振状态下摩擦驱动机理模型,推导了驱动足端部的椭圆运动轨迹.对设计、制造的样机进行了测试,试验表明在较宽的频率范围内,电机运行平稳,且电机速度与激励频率、激励电压近似成线性关系.当电压峰峰值为100 V、频率为1.6kHz、预压力为45N时,速度可达2.8mm/s,输出力为3.5N.     

永磁同步直线电机的电磁设计与分析

永磁直线同步电机(PMSLM)以其推力密度大、响应速度快等优势在机床进给系统中得到广泛应用。结合PMSLM的结构特点和经典的旋转电机电磁设计公式,设计了PMSLM的主要电磁参数,确定了PMSLM的主要尺寸。建立PMSLM二维有限元模型,对空载的反电动势、定位力等特性进行了仿真分析,并通过负载仿真结果的计算分析来验证推力、效率等设计参数,仿真结果表明该设计方案满足设计目标。     

永磁同步电动机参考模型逆线性二次型最优电流控制调速系统

提出永磁同步电动机参考模型逆线性二次型(MR-I LQ)最优电流控制调速系统的结构、数学模型，设计最优电流控制调速系统的控制器，分析系统的稳定性和跟踪性能。绘制了MR-ILQ最优电流控制系统的根轨迹，给出保证系统电流控制最优性的增益调整参数的条件和保证系统实现电流准确跟踪的误差调整补偿器的取值规律。以内埋式永磁同步电动机为例。对系统进行了仿真研究，结果表明：系统对参数变化和负载扰动具有很强的鲁棒性，可以实现高精度的电流控制和速度控制；MR-ILQ最优电流控制调速系统的鲁棒性远远优于比例积分PI电流控制调速系统；给出的MR-ILQ最优电流控制增益调整参数和误差调整补偿器的理论确定方法与仿真试验相吻合。     

离心血泵用无刷直流电机优化设计与分析

针对影响离心血泵用电机噪声与振动的气隙磁场和齿槽转矩,对不同极槽配合和不同永磁体充磁方式的永磁无刷直流电机进行了对比分析。首先,在满足离心血泵性能要求的前提下,对电机进行了初步设计,确定了电机的主要技术参数和尺寸。接着,借助有限元分析软件,对比分析了不同极槽配合电机的气隙磁场,对比分析了不同永磁体充磁方式电机的气隙磁场和齿槽转矩。分析结果表明,4极12槽采用平行充磁永磁体充磁方式的电机电磁特性较好,齿槽转矩较小,性能较优。最后,确定了电机的具体参数,完成了电机的优化设计。这些研究为离心血泵用电机的低噪音设计提供了一定参考。     

用于弱磁扩速运行的三相6/5极永磁开关磁链电机的分析与优化设计

介绍了三相6/5极永磁开关磁链电机的结构特点和运行原理,并在弱磁扩速原理的基础上说明了直轴电感在电机弱磁扩速中的作用,通过有限元分析研究了不同转子齿高、齿宽对电机直轴电感和弱磁能力等性能的影响。结果表明,该电机的磁链和反电势波形接近正弦,适用于永磁无刷交流电动机的控制方式;电机可通过定转子齿宽搭配来设计相对较大的直轴电感。在上述分析的基础上,对一台电机进行了优化设计,制作了样机,并进行了实验验证。     

磁障渐变同步磁阻电机低转矩脉动转子优化设计

以横向叠片转子同步磁阻电机(TLR-Syn RM)为研究对象,提出了一种绝缘磁障渐变型转子结构。首先,在保证各层绝缘磁障直线段与圆弧曲线段宽度相等的条件下,分析绝缘磁障"渐变"的几何特征,推导出在较小转矩脉动下,各结构参数间所满足的解析表达式。其次,在解析法所设计的初始电机模型基础上,结合有限元法和二维等高线分析法获得结构参数与转矩脉动的函数关系,为采用Taguchi法的水准选取提供可靠依据。再次,利用Taguchi法建立正交表、设计正交试验,优化调整电机结构参数,寻求低转矩脉动的最优解。最后,根据所提出的方案设计并研制了实验样机,仿真和样机试验表明,该绝缘磁障渐变型转子结构可以有效地抑制电机的高转矩脉动,验证了优化设计方案的可行性。     

一种参数化网格剖分方法及其在电机优化设计中的应用

提出了一种适用于电机优化设计的参数化网格剖分方法。该方法将所有剖分节点坐标表示为一组几何参数的线性函数,当电机的几何尺寸变化时不需要网格重新剖分,能显著减少有限元(finite element method,FEM)预处理时间,并通过自适应网格剖分方法和交换对角线技术提高网格单元质量。对电机的参数化网格剖分模型进行FEM计算,利用表面响应法对FEM计算的结果进行处理,构建电机的优化模型,再利用粒子群优化算法寻求优化模型的最优解,得到电机的最优结构参数。将该方法应用于电机优化设计的两个实例,验证了其有效性。