混合励磁超环面电动机结构分析与设计

介绍了一种新型混合励磁超环面电动机的结构和特点。针对该电机特殊的空间结构特点,分析了其减速比与结构参数的关系,给出了结构参数需满足的条件。推导了内外定子螺旋轨迹线方程,提出了蜗杆内定子的集成方案。完成了实验样机的虚拟装配,并采用有限元软件建立了分析模型,对气隙磁密进行了仿真分析。研究结果为进一步研究该电机的性能提供了依据。     

双定子永磁超环面电机结构与转矩特性分析

本文提出一种双定子结构的永磁超环面电机,介绍了该电机的结构及其驱动原理和特点。针对其特殊结构形式和工作原理,给出了主要结构参数满足的条件。在内外定子主要尺寸、磁路结构和绕组电路的基础上,对电磁转矩的计算公式进行推导,分析了该电机的转矩特性,并讨论了参数对输出转矩的影响规律。研究结果表明该电机具有特有的转矩特性,本文将为进一步研究该电机的控制策略提供依据。     

双定子超环面电机磁路模型与气隙磁场研究

双定子超环面电机是一种新型结构的空间电机,将动力和减速机构有机结合,在机器人和航空航天领域具有很好的应用前景。在对该电机的结构特点及运行原理进行分析的基础上,将其三维磁路分解为周向和环向磁路,并建立了简化的等效磁路模型。根据该电机的结构特点对磁路模型中各磁阻进行推导,并对其静态磁场的气隙磁密进行了解析求解。为了验证该磁路模型的准确性,运用有限元方法对其三维磁场进行仿真分析,并对研制实验样机的反电动势进行了测试实验。通过与仿真结果和实验结果进行对比分析表明,该等效磁路模型和参数计算方法是可行的,为进一步定量分析该电机的电磁性能提供了理论依据。     

超环面电机蜗杆内定子感应电动势的分析计算

介绍了超环面电机及其驱动原理。建立了超环面电机行星轮磁齿运动的轨迹方程,并讨论了电机参数对行星轮磁齿运动轨迹的影响。推导出行星轮磁齿的运动在蜗杆内定子绕组内产生电动势的计算公式。对该公式进行分析和计算,总结了各个参数对电动势的影响规律。对超环面电机内定子绕组电动势波形进行了测试试验,试验结果与计算结果规律基本吻合,验证了理论分析的正确性。     

双定子混合励磁磁通切换电机及其电磁性能分析

提出了一种带有导磁桥的双定子混合励磁磁通切换(DS-HEFS)电机。通过建立混合励磁电机数学模型,分析了混合励磁电机的优势所在;并通过建立等效磁路模型,总结了具有或不具有导磁桥的两种DS-HEFS电机特性。基于二维有限元分析,对DS-HEFS的电磁性能进行了评估,结果表明,其不仅具有优异的磁场调节能力,而且还具有更高的输出转矩。     

超环面双转子混合动力系统性能分析及优化

超环面双转子电机(PMTM)是一种新型空间电机,在混合动力汽车领域具有十分广阔的应用前景。为使该空间双转子电机的动力参数在混合动力系统中合理应用,在采用相同动力输入的前提下,通过与Prius汽车搭载的丰田混合动力系统(THS)对比,推导了超环面双转子混合动力系统的动力参数。为了对比两者燃油经济性和动力性,搭建了采用THS和超环面双转子混合动力系统的仿真模型,仿真结果表明,两者在动力性上相差不大,且超环面双转子混合动力系统的燃油经济性优于THS。采用模糊PI控制策略,对超环面双转子混合动力系统中发动机转速进行控制,结果表明,该控制策略能够将发动机工作点较好地集中于最佳燃油经济区,进一步提高了双转子混合动力系统的燃油经济性。     

机电集成超环面传动环面定子齿受力分析

以机电集成超环面传动理论为基础,利用材料力学理论对环面定子齿所受的支反力进行了分析计算,给出了该传动中环面定子齿的受力方程,得出了机电集成超环面传动环面定子齿受力的变化规律,为机电集成超环面传动设计提供了理论基础。     

新型双定子混合励磁风力发电机三维有限元分析及实验研究

提出一种新型双定子混合励磁风力发电机,分析电机的结构特点及工作原理,计算电机的空载磁场分布、静态特性及空载特性,并对样机进行实验研究。基于三维有限元方法,采用ANSYS软件计算了电机的空载磁场分布,得到了空载内外定子电枢绕组磁链、内外定子电动势及合成电动势;根据磁链法分别计算了电枢绕组和励磁绕组电感等参数;分析了电机额定转速400 r/min时的空载特性。理论分析与实验结果表明：采用双定子的电机结构可使电机空载相电动势比相同条件下的单定子电机增加约23%;通过调节励磁电流,发电机相电动势在90~110 V之间变化。由圆套筒型整体永磁体组成的串联磁路并设置2个定子的新型电机结构可有效地提高低速电机的发电能力;双定子混合励磁风力发电机具有较好的调磁性能。     

双定子混合励磁同步发电机电磁设计分析及实验研究

针对风力发电用永磁同步电机具有转速随机性较强导致端电压不稳定的特点,设计了一种双定子混合励磁同步发电机,并给出其电磁设计方法.利用三维有限元方法分析励磁电流变化时的电机空载磁场分布,并计算绕组磁链、感应电动势及电感等参数.研制了一台8极27槽样机,测试了发电机内外定子相电动势波形及空载特性.实验结果验证了理论分析的正确...     

开关磁阻电动机互感特性及其对转矩的影响

开关磁阻电动机在两相励磁的工作条件下,定转子轭部磁场高度饱和使每相磁链有所减小.通过引入互感的方法可以定量计算磁链的减小量,并给出了互感计算式,利用有限元法分析了一台样机互感随转子位置和电流的变化规律,理论推导了互感对平均转矩影响的程度,研究了四相8/6极开关磁阻电动机稳态转矩波形在两种绕组连接方式下的不规则特性,结合互感特性,提出了改变不对称相绕组参数的技术方案.研究结果表明:电磁参数优化后,开关磁阻电动机的最小转矩和平均转矩均得以提高,转矩脉动减小,转矩波形规则.     

基于环形绕组的异步电机极-相调制方法

针对异步电机变频调速时铁心损耗偏大、匝间绝缘易老化而变极调速中绕组浪费、需断电变极等问题,提出基于环形绕组的异步电机极相调制方法.对环形绕组电机和极相调制方法进行分析,并对环形绕组电机在采用极相调制时的定子磁场进行解析计算与有限元仿真,以证明其定子磁场建立的可行性.仿真结果表明:该方法能够克服变频与变极调速系统的各自缺点,可使电机在不断电的情况下实现极数与相数的改变,使得电机能够提供更大的输出转矩,并减少了在极对数较少时电机的振动和定子磁场谐波.同时,环形绕组异步电机的结构较笼型异步电机的结构具有更好的散热性及较低的维修成本.     

混合磁路电机的哈密顿建模与控制

针对电机传统控制策略对参数变化敏感等问题,从能量的观点出发,将哈密顿能量系统理论应用于混合磁路电机,将混合磁路电机数学模型表示成了广义耗散哈密顿系统的形式,给出了混合磁路电机的哈密顿能量函数,设计了混合磁路电机的非线性稳定控制器和负载观测器。仿真结果验证了理论分析的正确性和控制律的有效性。     

Effect of dimension ratio on the magnetic properties of tape-wound toroidal core with ac excitation

Tape-wound toroidal cores are used widely as magnetic devices of electronic equipment and instruments. In the design of equipment employing magnetic cores, it is necessary to know the relation between the magnetic properties of the core and the magnetic properties of the material. This paper describes the effect of the dimension ratio of the core on the magnetic properties for the sinusoidal flux waveform drive condition. In carrying out the analysis, a mode analysis in which the magnetization characteristics are approximated by a piecewise-linear curve is adopted. From the results obtained by the numerical analysis, local flux waveforms and exciting current waveforms of the core are shown. As a result, the relation between iron loss and magnetizing apparent power of the core and the dimension ratio is derived. These results were confirmed by experiments.     

混合励磁爪极发电机的磁场调节特性分析

针对电励磁爪极发电机输出功率较低、永磁式爪极发电机磁场不可调节的缺点,研究了一种特殊结构的混合励磁爪极发电机。阐述了该发电机的结构组成、工作过程及磁场调节原理,利用三维电磁场有限元软件JMAG分析了其空载磁场分布情况及磁场调节特点。结果表明,与相同结构参数的电励磁爪极发电机相比,混合励磁爪极发电机具有更高的气隙磁通密度和更宽的磁场调节范围等优点,为进一步深入探索爪极发电机提供了一定的理论基础和技术参考。     

谐波励磁的混合励磁发电机比较与分析

为了解决现有一些混合励磁永磁电机的无刷化问题,将谐波励磁应用于混合励磁发电机中,提出两种谐波励磁的混合励磁发电机。分别介绍这两种谐波励磁的混合励磁发电机的结构及其工作原理,从谐波电动势产生的根源和途径、谐波绕组感应电动势的能力、运行效率、绕组用铜量,以及调节方便性等5个方面,针对这两种谐波励磁方式进行详细的比较和分析。分析结果表明,齿谐波励磁的混合励磁发电机具有较明显的优势。最后,研制了一台齿谐波励磁的混合励磁发电机并进行实验,实验结果表明,齿谐波励磁的混合励磁发电机具有较宽的气隙磁场调节能力和较高的运行效率。     

混合励磁永磁同步发电机的原理与设计

针对普通永磁同步发电机输出电压不可调的不足之处，本文采用一种新颖的电机结构－混合励磁结构，它综合了永磁电机和电励磁电机的优点：发电机在结构上是无刷的；磁场可以调节。对这种电机的结构、工作原理、设计方法等进行了描述，并试制了一台样机，试验结果证明了所提方法的可行性。