120°相带环形绕组圆筒型永磁直线发电机定位力降低的优化设计

圆筒型永磁直线发电机(TPMLG)采用120°相带环型绕组可以提高其功率密度,然而,TPLMG具有较大的定位力,这会引起发电机的振荡甚至使系统不稳定.为了解决这一问题,该文对120°相带环形绕组(120°-TPMLG)的圆筒型永磁直线发电机进行优化设计.首先利用有限元方法研究不同结构参数(定子铁心长度、极弧系数、槽肩宽...     

120°相带环形绕组直驱永磁同步电机性能分析

基于相同电负荷、磁负荷及等永磁体用量的设计原则,建立了不同绕组结构的传统直驱永磁同步电机(DDPMSM)、传统环形绕组DDPMSM和120°相带环形绕组DDPMSM的有限元模型。分析了空载运行时3种电机的磁场分布、气隙磁密和反电势,对比了负载运行时3种电机的输出转矩、效率及功率因数等性能参数。制造了一台120°相带环形绕组DDPMSM样机,搭建了样机实验测试平台,测试了样机在不同工况下的输出转矩和输出功率,对比分析了实验与有限元结果,验证了有限元模型及分析结果的正确性。研究结果表明:120°相带环形绕组DDPMSM较传统DDPMSM和传统环形绕组DDPMSM具有体积小、转矩密度高、转矩常数大等优势。     

圆筒型永磁直线发电机的设计与定位力分析

提出了一种基于Halbach阵列结构的圆筒型永磁直线发电机设计方案,详细阐述了该发电机的结构和工作原理,并且采用有限元法对发电机进行电磁分析。得到了发电机的空载反电动势波形以及负载特性。通过改变发电机定子铁心的轴向长度及其边端齿的高度对电机进行了优化设计,得到了发电机铁心轴向长度和边端齿高度的最优尺寸。分析结果表明,优化之后发电机的定位力大幅降低,所得到的仿真结果为圆筒型永磁直线发电机的设计与优化提供了理论依据。     

圆筒型永磁同步直线电机绕组分析

设计了圆筒型永磁同步直线电机的三种绕组模型,确定其极槽配合形式,分析了极槽配合原理及三种绕组模型各自特点.通过有限元仿真的方法得到气隙磁密及相关量,得出各绕组模型的优缺点.确定了模块化绕组模型为最佳方案.     

圆筒型永磁直线磁齿轮复合发电机的设计

为了提高发电机的运行速度,降低机械损耗,提高系统工作效率,提出了一种用于碟式斯特林太阳能热发电的圆筒型永磁直线磁齿轮复合发电机。电机将圆筒型直线磁齿轮与圆筒型永磁直线发电机耦合在一起,有效地提高电机功率密度和系统发电效率。利用有限元Maxwell软件,建立电机二维模型,分析电机空载和负载特性,并利用正交实验法对电机结构参数进行优化,提高反电动势基波幅值,降低谐波含量,以满足用电需求。     

圆筒型Halbach永磁直线发电机磁场结构的优化

为了提高永磁发电机的发电功率和永磁体的利用率,提出了一种新型的用于海浪发电的圆筒型Halbach永磁直线发电机。该发电机内的电磁场具有轴对称性,故将其三维电磁场简化为二维场进行分析,建立了二维有限元方程。应用ANSYS软件对使用常规永磁阵列与Halbach永磁阵列时发电机的气隙磁场进行了比较,也对Halbach永磁阵列中相邻永磁体块的磁化角度差δm分别为45°、60°、90°时发电机的气隙磁场进行了比较,得出了结果较优的方案,结果可靠。     

圆筒型永磁直线发电机的结构优化与特性分析

提出了一种基于Halbach阵列结构圆筒型永磁直线发电机的设计方案,详细阐述了该发电机的结构和工作原理,并且采用有限元法对发电机进行电磁分析。通过改变永磁体尺寸、比例系数以及定子齿宽等参数,得到并分析其对发电机反电动势之间的影响,进行电机优化设计。根据优化后的发电机对其负载特性进行了研究。应用冻结磁导率方法求取了电感参数,所得到的仿真结果为圆筒型永磁直线发电机的设计提供了理论依据。     

圆筒型Halbach永磁单相直线发电机的设计与分析

为了提高海洋表面小波浪能量转换成电能的效率,提出了一种圆筒型Halbach永磁单相直线发电机的结构模型,采用有限元分析法对该永磁单相直线发电机的内部电磁场动态特性进行分析。根据分析电机结构参数对电机性能的影响,优化了电机齿槽结构。分析Halbach永磁体结构的充磁角度的不同对电机磁场性能和磁密曲线的影响。采用磁场能计算的方法对电机的定位力波动进行分析。最后,给出了电机在小波浪运行情况下的实验测试结果。分析和研究表明:圆筒型Halbach永磁单相直线发电机具有磁场正弦性高、定位力波动幅值小、能量转换效率高、结构简单、应用成本低等特点,在海洋波浪能发电领域具有较好的应用前景。     

扁平型永磁直线电机定位力综合优化

通过单一变量削弱永磁直线电机定位力的方法往往会影响到永磁直线电机的其他性能,所以需要以多变量、多目标进行综合优化设计.以一台18槽21极扁平永磁直线电机为优化对象,分析了影响定位力的关键参数.以边齿宽度、斜极长度、磁钢宽度和磁钢厚度为优化变量,以定位力、反电势和单块磁钢用量为优化目标,基于田口法和有限元法进行优化设计,...     

用于海浪发电永磁圆筒型直线发电机的结构优化与分析

波浪能是一种新型的清洁能源,近几年提出了多种对波浪能进行开发的方案,但大多都是在波浪能和发电机之间加入转化装置,这样效率低,成本较高。该文提出了永磁圆筒型直线发电机可以将波浪能直接转化为电能。详细阐述了该发电机的结构,并且基于电磁场有限元分析软件Ansoft对于发电机进行仿真,得到空载电压的波形。通过改变永磁体长度对发电机进行优化设计,最后给出优化后发电机的三相空载电压波形和负载特性。仿真结果可以指导磁体结构的圆筒型直线发电机的理论研究。     

永磁直线电动机定位力的研究

永磁直线电机的定位力是由铁心开槽及铁心的有限长产生的。该文通过对电机定位力的分析并通过优化电机铁心的轴向长度,使其定位力得到有效抑制。     

附加槽对圆筒型永磁同步直线电机齿槽力影响研究

为了提高圆筒型永磁同步直线电机在高速加工中心等应用场合的伺服驱动性能,使用专业电磁分析软件Ansoft对圆筒型永磁同步直线电机的齿槽力进行分析。初级齿部加附加槽能在一定程度上减小齿槽力,附加槽的尺寸大小和形状均会对电机的齿槽力产生影响,因此重点对附加槽的最佳尺寸和形状进行了研究。     

Halbach圆筒型永磁直线电动机的性能分析

建立Halbach充磁方式的圆筒型永磁直线电动机二维有限元分析模型,分别分析了它的空载磁场分布、气隙磁感应强度、空载和负载感应电动势等参数。用实验验证了该分析方法的正确性。     

圆筒型直线永磁电动机的重要系数计算

由于圆筒型直线永磁电动机结构上的特殊性及设计经验的积累还不够丰富,使得经典设计程序中的一些关键系数如计算极弧系数、漏磁系数、气隙系数无法准确得到。主要阐述基于有限元方法对这些系数进行求解,总结出圆筒型直线永磁电机重要系数的有限元求解方法。通过对比和实验,证明求解方法的准确性。     

绕组周向分布圆筒型初级永磁直线电机结构及静态特性分析

提出一种绕组周向分布圆筒型初级永磁直线电机(tubular primary permanent magnet linear machine,TPPMLM)。与传统圆筒型初级永磁直线电机相比,该电机采用集中式绕组,每相绕组周向分布,初级铁心齿部及轭部由矽钢片一次叠压而成,初级制造工艺简单。同时,永磁体位于初级,次级仅由导磁铁心组成,可降低长距离驱动系统成本。该文阐述该电机的结构特点,给出工作原理,并分别利用磁路法及等效二维有限元法建立单元电机等效磁路模型及仿真模型,对静态特性分析,包括磁场、反电动势、定位力及电磁推力等。三维有限元模型及样机实验结果分别验证等效二维有限元模型的有效性及拓扑结构设计方法的正确性,同时,反电动势测试结果表明该拓扑不存在纵向端部效应导致的各相反电动势不对称问题。     

五相容错圆筒永磁直线电机的设计与分析

提出并分析一种适用于汽车主动悬架系统的新型五相容错圆筒表贴式永磁直线电机。所提出的电机的关键在于设置了容错齿和分数槽单层集中绕组以提高电机相间解耦能力,而且采用了表贴式永磁体以产生正弦反电动势和更高的推力。分析了该圆筒电机的电磁性能,包括空载反电动势、自感和互感、容错能力、定位力以及推力能力等。通过有限元分析方法对理论分析进行论证,说明该电机不仅拥有圆筒直线电机的优点,而且具有高正弦度反电动势波形、高气隙磁密、高推力以及高容错能力等特点。     

圆筒型永磁同步直线电机偏心驱动模式下的纳米定位控制

分析圆筒型永磁同步直线电机(TPMSLM)定位波动产生原因,提出由TPMSLM定子和动子偏心安装产生电磁阻尼,与导轨密封垫阻尼结合来吸收和抑制电磁扰动引起的推力波动,以达到精确定位的目的。采用偏心结构在电机内构建一个作用类似于旋转电机滚珠丝杆传动机构的中间环节,分析表明TPMSLM定子和动子偏心量与电磁扰动抑制能力成正比关系,当TPMSLM定子和动子偏心后的低端缝隙δ≤0.2mm时,其电磁扰动抑制能力提高了近10倍。此外实验也显示了导轨密封垫阻尼能吸收50%左右的电磁扰动量,实验证实了本文分析的正确性。     

两相无槽圆筒型永磁同步直线电机电感计算与分析

在电机行程范围内,两相无槽圆筒型永磁同步直线电机的电感会受到电机绕组断开与耦合长度变化的影响,使其变化复杂,无传感控制算法难以实现.因此,需要对该电机电感进行精确的建模.该文基于轴向磁动势函数与轴向比磁导函数分别推导得到该电机在全耦合状态下和全行程范围内电感解析模型.在此基础上,利用有限元数值计算法对电感模型进行参数计...     

基于遗传算法圆筒型直线感应电机的优化设计

针对直线感应电动机效率和功率因数低以及结构参数对其力能指标影响的严重非线性,把一种全局优化算法一遗传算法引入到圆筒型直线感应电机的优化设计中。结合电机优化问题的特点,将品质因数作为评价直线电机性能参数好坏的一项指标。应用遗传算法对圆筒型直线感应电动机进行优化设计,把直线电机的力功比和力能指标作为优化的目标函数,结果表明优化设计方法可行。