纳米晶双相交换耦合稀土永磁材料在微特电机中的应用研究

讨论了纳米晶双相交换耦合稀土永磁材料应用于微特电机的和磁路元法计算了爪极式永磁步进电机的矩角特性曲线,分析了用该材料粘结磁体在爪极式永磁步进电机上替代烧结铁氧体永磁作转子时对电机矩角特性的曲线的影响。     

爪极式永磁步进电动机静转矩的计算（1）

引言爪极永磁步进电动机（本文着重讨论的是梯形爪极永磁步进电动机）是永磁步进电动机的一种结构形式,它结构简单,控制功率小,电磁阻尼大并具有定位转矩,通常极数又多,可比一般永磁步进电动机的步距角小,因而启动频率和运行频率也较高,配上各种专用装置如减速齿轮...     

四相双4拍永磁爪极步进电机稳态运行仿真

永磁爪极步进电机是一种将脉冲信号转换成相应角位移的控制电机,它具有特殊的爪极结构,爪极将定子绕组产生的轴向磁场转化为沿气隙圆周径向异极排列的磁场。本文以四相双4拍运动方式为例,采用四阶龙格－库塔法对永磁爪极步进电机稳态运行情况进行数字仿真分析,得到不同频率下电机相电流仿真波形。     

外永磁转子爪极电机转矩研究

为了研究具有特殊结构的新型外永磁转子爪极电机的转矩密度和齿槽转矩,在对电机的结构、材料、特点以及运行机理进行分析的基础上,对转矩密度和齿槽转矩的计算公式进行推导,从理论上分析出外永磁转子爪极电机转矩密度和齿槽转矩比常规交流电机高的本质.利用有限元分析软件,对电机进行三维电磁场分析,运用场的方法计算出齿槽转矩和电磁转矩,...     

永磁爪极步进电动机

永磁爪极步进电动机具有结构简单、控制功率小、断电情况下有定位转矩等优点,目前已获得广泛的应用。但由于此种电动机结构特殊,其分析计算方法,运行性能都与一般步进电动机有所不同。本文对永磁爪极步进电动机的分析计算方法进行一些探讨。     

一种削弱聚磁式永磁爪极电机齿槽转矩的新方法

针对聚磁式永磁爪极电机的齿槽转矩的问题,提出了采用爪极偏移削弱齿槽转矩的新方法。在电机二维简化模型的基础上,采用二维有限元软件分析齿槽转矩。通过参数化方法确定了磁极极弧系数和爪极偏移量的较佳组合,而且验证了该方法的有效性。     

永磁爪极步进电动机及其驱动控制系统的研究

本文针对永磁爪极步进电动机特殊的爪极结构，对其工作原理进行了分析，并分别对电机驱动控制系统各组成部分了阐述。     

汽车爪极发电机的转矩脉动分析及其对电磁噪声的影响

爪极电机中由转矩脉动所带来的影响越来越受到重视,电磁噪声源、转矩脉动与电机噪声关联性极高,分析爪极电机中的转矩脉动是提高爪极电机整机性能的关键。本文针对爪极电机的特性,找出转矩脉动产生的根源,推导出转矩脉动的计算公式,分析降低爪极电机的转矩脉动方法。基于两种爪极电机模型,用实验的方法测得噪声级,表明14极爪极电机的噪声级比12极爪极电机的噪声级高。     

电子膨胀阀用爪极步进电机数值优化研究

电子膨胀阀在变频空调系统中能精确调节制冷剂流量,有助于提高空调系统的能效和改善空调环境的热舒适性。研究电子膨胀阀用爪极永磁步进电机有助于提高电子膨胀阀稳定性和可靠性。对电子膨胀阀的电机力矩特性进行数值分析,在保持转子尺寸、通电电流和定转子之间气隙不变的前提下,通过改变爪极形状尺寸,分析了爪极形状参数对电子膨胀阀用爪极式步进电机自定位力矩和保持力矩的影响,认为在满足一定自定位力矩的前提下,保持力矩越大越好,并以此为基础对电机的爪极尺寸进行了优化,认为合理设计爪极尺寸参数,能够使电机的保持力矩和自定位力矩达到最佳,对电子膨胀阀步进电机的研究和设计有借鉴价值。     

爪极式单相永磁步进电机特性的数值计算与分析

介绍了一种特殊结构的单相永磁步进电机--爪极式单相永磁步进电机.电机采用轴向磁路结构,定子的内齿和外齿交错在一起构成爪极式结构.采用电磁场计算软件Flux3d对电机的矩角特性和定位力矩进行了计算,分析了参数变化对电机性能的影响,对电机的结构进行了优化设计.制造出样机并进行了实验,实验结果与计算结果相吻合.分析结果表明,采用定子磁极斜角的方案可以使电机具有自起动能力,合理设计极弧角等参数,能有效地提高电机的出力.     

微型永磁式爪极步进电机控制系统设计与实现

为实现对直径在5 mm左右的永磁式爪极步进电机的驱动控制。基于STM32F103C8T6主控芯片和TMC2660驱动芯片,设计了一套针对该电机的运动控制系统。控制芯片和驱动芯片之间利用SPI通信,实现对步进电机驱动电流、运动方向以及细分的设置。上位机基于CAN2.0通信协议完成对驱动器的参数修改配置,并且实现正反转、停车、定位以及回零等功能。利用S曲线控制算法,在细分的基础上对步进电机运动进行控制,实现电机的平滑启动与停止。经过实验验证该控制系统能够实现对微型爪极永磁式步进电机的运动控制,细分驱动可有效提升电机电流的正弦性。     

定子永磁和转子永磁混合式步进电机性能比较研究

定子永磁型混合式步进电机(stator-permanent-magnet hybrid stepping motor,SHSM)是一种新型结构的混合式步进电机,其运行原理与普通转子永磁型混合式步进电机相同,但转子结构更为简单、转子机械强度更高、转矩及功率密度更大、永磁体散热更容易、设计分析计算更为方便。为合理评估两种结构混合式步进电机性能,该文从永磁气隙磁密、最佳铁心迭长、永磁转矩、定位转矩及转矩脉动、永磁磁链及空载反电动势、永磁体漏磁及利用率、定子轭部磁通密度等方面对两种电机进行综合分析比较。试制一台功率为240W的2相8极50齿SHSM样机,通过实验验证其工作原理的实际可行性。基于SHSM样机参数,构建两种电机的有限元仿真模型并进行有限元分析比较。有限元和实验结果验证了理论分析的正确性,为新型SHSM的进一步推广应用奠定一定理论基础。     

双凸极永磁电动机磁阻转矩和转矩脉动的关系研究

目前针对双凸极永磁电机的转矩脉动,研究工作主要集中在对换相引起的转矩脉动进行消除和抑制。考虑到双凸极永磁电机一个显著特点是电磁转矩为磁阻转矩和永磁转矩的耦合,所以从磁阻转矩的角度来分析双凸极永磁电机的转矩脉动。建立一台12/8极双凸极永磁电动机的数学模型,并通过有限元计算得出其静态参数。在此基础上通过不同电流、不同转速下多种仿真结果得出磁阻转矩对电机电磁转矩的脉动影响随着电机负载的增加成正比增加,并提出通过合理选择定转子极弧长度及磁钢参数来减小磁阻转矩、增加永磁转矩,最终减小磁阻转矩对电机转矩脉动的影响。仿真结果验证了所提出的方法。     

国内外动态

会议报道二则，直线步进电机，稀土永磁超薄磁体步进电机，高转矩步进电动机，纳米级陶瓷伺服系统     

新型外永磁转子横向磁通爪极电机特性仿真

为了研究具有特殊结构的新型外永磁转子横向磁通爪极电机的运行特性,在对该种电机的结构特点以及运行机理进行分析的基础上,利用有限元分析软件,建立了该种电机的三维电磁场分析仿真模型,仿真得到了该种的电机的气隙磁密波形和电机整体的磁密分布;然后分析了该种电机的空载感应电动势及齿槽转矩的波形;最后用自行开发了外永磁转子横向磁通爪极电机的磁路仿真程序,并对该种电机进行了性能仿真研究,结果表明该种新型结构的横向磁通爪极电机具有良好的运行特性,为该种电机的深入研究打下了技术基础.     

定子永磁型混合式步进电机结构及性能分析

定子永磁型混合式步进电机是一种新型结构的混合式步进电机,相比传统转子永磁型混合式步进电机具有一系列结构及性能优点。为分析电机结构对电磁性能的影响,提出3种电机拓扑结构并建立了解析模型,计算对比不同拓扑结构电机的电磁特性,包括电感特性、磁链特性、反电动势特性和转矩特性。推导磁阻转矩、齿槽转矩和脉动转矩的解析表达式,分析负载变化及定子永磁磁路不对称对转矩脉动的影响。采用有限元法对解析模型进行验证,结果表明,所建立的解析模型能够体现结构参数和电机性能之间的关系,计算速度快且通用性强,特别适合于该类电机的初始设计分析和性能比较研究。     

采用三维有限元设计高速爪极式永磁电机

设计并制造了一台以采用软磁复合材料的爪极式永磁电机,结构复杂,通过三维有限元分析,对该电机的磁通、磁链、电感、转矩和铁耗等参数的计算提出了解决方法,通过与样机实验结果相比较,证明了所用方法的正确性,得到的结论对软磁复合材料的应用及爪极式电机的设计与分析都具有一定参考价值。     

双凸极永磁电机的直接转矩控制

由于双凸极电机的结构,使其在运行时会有较大的转矩脉动,针对这一缺点,提出了双凸极永磁电机的直接转矩控制方式。采用有限元的方法对双凸极永磁电机(DSPM)进行了磁场分析。分析了其数学模型,降低了转矩的脉动。通过仿真验证了双凸极永磁电机直接转矩控制的正确性,并将其与传统的转速电流双闭环控制方式进行了比较,在直接转矩控制方式下,双凸极永磁电机转矩脉动较小,转速更为平稳。     

爪极式永磁步进电动机静转矩的计算(2)

４静转矩的计算与其他步进电动机一样,爪极永磁步进电动机静转矩的计算,也要从等值磁路法考虑,把复杂的三维磁场的计算化为等值磁路的办法求解磁路。在应用等值磁路法时,需作这样的假定：①铁心的导磁率μ＝∞。②忽略铁心中的涡流效应。③定子绕组的磁势全作用于转子...     

真空干泵用爪极永磁电机设计与分析

轴向分段式爪极电机具有转矩密度高、结构简单、制造成本低以及节约材料等优点。设计了一台1.5 kW、9 000 r/min的轴向分段式爪极电机。对电机的电磁设计与温度分布进行分析，验证设计的合理性。对于爪极参数的选取，研究了爪极角与爪尖长度对电机转矩大小、转矩波动以及空载电动势的影响，给出了合适的选取范围。分析结果为新型真空干泵驱动电机产品开发提供了参考依据。