基于多物理场仿真的跨坐式单轨车用永磁牵引电机综合设计

针对跨坐式单轨车辆牵引用下一代驱动电机的技术特点和发展趋势,基于国家“双碳”战略大背景下,提出了跨坐式单轨车辆用永磁同步牵引电机的动力牵引方式。现以跨坐式单轨车辆给定的技术指标和要求,通过电磁场、温度场及应力场的多物理场综合设计方法,研制了一台105kW永磁同步牵引电机,从跨坐式永磁牵引电机的技术特点、电机关键问题的解决、特殊结构的设计等方面进行了重点研究,并研制了样机进行了测试,验证了所设计的跨坐式永磁牵引电机方案的可行性,并实现一列车的装车应用。     

地铁车辆用160 kW永磁直驱同步牵引电机转子结构优化设计

基于地铁车辆用160 kW永磁直驱同步牵引电机的技术要求,分析了160 kW直驱电机的设计难点。针对永磁直驱电机的设计难点,以电机的V型永磁体转子拓扑结构为研究对象,基于电磁计算软件Maxwell,优化转子拓扑结构。通过对不同永磁体V型转子拓扑结构的空载磁场和负载磁场进行计算与分析,得到电机空载和负载性能更好的V型转子拓扑结构。基于此结构研制了1台永磁同步直驱牵引电机,并进行了试验,样机试验结果验证了设计的可行性。     

高速列车永磁同步牵引系统研究与应用

介绍了高速列车、轻轨、地铁等轨道交通领域永磁同步牵引系统技术在国内外的研究和产业应用现状,分析说明了永磁同步牵引系统的技术优势、风险分析及预防措施。以CRH5型车为原型,详细说明了永磁同步牵引系统样机设计过程的设计思路、关键技术和分析仿真试验。地面联调试验和装车考核结果表明,牵引控制单元、辅助控制单元、控制算法等系统核心技术安全可靠,系统效率提升3%以上。     

城轨车辆永磁同步牵引系统的仿真研究

以某地铁10号线地铁车辆为技术平台,对永磁同步牵引系统在地铁领域应用进行研究。对整车总体技术指标、牵引特性曲线、牵引传动系统主电路及相关控制策略进行介绍,并通过建模仿真验证了永磁同步牵引系统及其控制策略等关键技术的可靠性。     

轨道交通车辆用永磁同步牵引电机结构设计

永磁同步牵引电机由于其优异的性能逐渐应用于在轨道交通车辆领域,不同于异步电机,其转子磁场由永磁材料建立,转子在通电和断电的情况下都具有强磁性,大大增加了电机的设计难度。基于永磁同步牵引电机及轨道交通车辆的特点,从电机的密封结构、冷却结构、转子结构、轴承结构等多个方面进行研究分析,采取相应的措施,提出合适的解决方案,为轨道交通用永磁同步牵引电机的设计提供可靠依据。     

复兴号FXD1动力集中动车组用异步牵引电机设计

介绍了复兴号FXD1动力集中动车组用异步牵引电机的设计情况。主要从整车总体技术要求、电机结构设计、电磁方案设计、电机特性、关键技术、电机试验等方面进行了阐述。根据异步牵引电机的技术特点,通过对电磁设计、结构设计及冷却设计等关键技术研究,设计了1台异步牵引电机,并进行了试验。试验结果表明该异步牵引电机满足整车技术指标要求,验证了设计方案的可行性。     

离网型小功率直驱永磁同步风力发电机设计与有限元仿真

针对离网型小功率直驱永磁同步风力发电机的特点,研制了一台城市路灯用2 kVA小功率直驱永磁同步风力发电机;结合电磁场软件MagNet,利用二维有限元法计算出电机的空载气隙磁密、反电势、齿槽转矩,以及带额定负载运行时的电磁转矩、电磁功率、输出电压;最后,通过样机实验,对研制样机的设计值与实测值进行了比较,结果表明,所研制的2 kVA永磁同步风力发电机性能完全满足设计指标要求。     

逆变器控制的永磁同步电机的试验验证

阐述了逆变器控制的永磁同步牵引电机的试验内容,详细介绍了试验电机、试验用逆变器以及相应测量系统的构成。通过空载反电动势测定、额定温升、额定牵引、峰值牵引和制动特性等一系列试验,证明被试电机的牵引和制动性能均满足设计要求。     

矿用卡车用永磁同步驱动电机的研制

牵引电机是驱动电动车辆的核心部件,它直接影响车辆的性能和可靠性。从车辆运行特点、电机电磁设计、结构设计和试验验证四个方面介绍了矿用卡车用永磁同步电机的研制,为设计和开发混合动力和纯电动矿用卡车用永磁驱动电机产品提供指导和借鉴。     

大功率永磁辅助同步磁阻牵引电机磁极优化

永磁牵引系统是下一代轨道交通的发展方向,但高速惰行、带速重投和匝间短路等难题阻碍了永磁牵引的应用,永磁辅助同步磁阻电机是解决上述难题的最佳选择。总结了永磁辅助同步磁阻电机的设计方法,设计了3层U型磁障大功率牵引驱动电机,给出了各层磁障对应的极弧系数和磁障张角以及永磁体最佳尺寸比。提出用偏心气隙结合不均匀磁桥对磁极结构进行优化。发现气隙比为1.63时,抑制转矩脉动的效果最佳;而不均匀磁桥不仅可以降低转矩脉动,还使转子的机械强度得到提高。对所设计的380 kW永磁辅助同步磁阻牵引电机的分析表明,所提出的方法可有效地降低转矩脉动。     

一种内置式永磁同步电机设计与性能评估

根据电动汽车在额定工况下的牵引力要求,针对中型商用电动汽车设计了60kW内置式永磁同步电机。首先,根据永磁同步电机理论计算关键尺寸。其次,利用有限元方法FEM)仿真模型分析了永磁体尺寸、偏斜对电机电磁转矩的影响,并计算了电机在不同工作条件下的温度分布、损耗以及工作效率。最后,制造了试验样机并搭建实验平台,在不同工作模式下验证样机性能并与FEM仿真结果进行对比,验证了有限元设计的可行性和准确性,为电动汽车用电机的设计提供理论参考。     

基于ANSYS的电动关节一体化永磁电机性能分析

根据电动关节用永磁电机的技术要求,确定电机的主要尺寸,基于ANSYS/Maxwell建立了电机的二维有限元模型,对永磁电机的永磁体尺寸进行了优化设计,计算了电机空载反电动势、齿槽转矩及负载输出转矩。将电机主要性能指标的仿真数据与样机测试数据进行了比较,验证了该仿真模型的准确性和分析方法的正确性。     

地铁永磁牵引电机冷却风扇性能与气动噪声研究

根据自扇风冷型地铁永磁牵引电机对冷却效果和气动噪声抑制的平衡设计要求,对分别采用两款冷却风扇的某一地铁永磁牵引电机的冷却效果和气动噪声进行数值分析和试验研究。两款风扇的主要差别在风扇外径,风扇B的外径比风扇A小约23%。研究结果表明,与风扇A相比,风扇B在电机风道内引起的风量、静压和消耗功率分别降低29%、47.4%和53%。在电机额定运行工况下,流量降低使电机温升增加约9 K,其满足电机温升设计要求,而相应的气动噪声降低3.3 dB(A),具有良好的降噪效果。     

广域高效车用轴向磁通永磁同步电机的设计分析

针对车用驱动电机转矩和转速多变,运行范围宽广,需要提升电机在全域运行范围的高效率能量转换的问题,提出以高效率区间占比为设计目标的车用轴向磁通永磁电机设计方法.提出了考虑PWM供电影响的电机铁耗工程计算方法.基于等效磁网络法和集总参数热网络法构建了轴向磁通永磁同步电机的快速磁-热耦合设计模型,提高了车用轴向磁通永磁同步电...     

IE4紧凑型变频调速三相永磁同步电机的研制

介绍了IE4效率等级的变频调速三相永磁同步电机系列产品的研制工作。为了提高设计精度和缩短设计周期,本系列产品的电磁设计采用了基于场路结合的设计方法。一方面提升了设计的合理性,产品性能指标可以满足标准要求;另一方面合理的磁路设计提升了电机的功率密度,减小了电机的体积,本系列产品比通用系列产品普遍降低了1～2个机座号,降低了材料成本。通过样机试制和型式试验,验证了系列电机设计的合理性,为国内IE4通用型变频调速三相永磁同步电机研究提供参考。     

新型永磁同步牵引电机的优化与仿真分析

永磁电机的优点使其应用在机车牵引电机上能够满足节能和环保的要求。该文建立了永磁同步牵引电机基于Ansys软件的静态仿真分析系统以及基于Magnet软件的动态仿真系统。实现了永磁电机的动静态特性的计算仿真。对于永磁牵引电机的优化设计以及解决永磁电机用做牵引电机的问题具有重要的意义,为相关产品的设计与优化奠定了基础。     

潜油直驱圆筒形直线永磁同步电动机开发

该文基于潜油直驱应用,对圆筒形直线永磁同步电动机进行研究开发。采用模块化叠片定子铁心结构、轴向充磁磁体结构及9槽/10极电机单元组成电机样机,采用动密封型式满足实际恶劣工作环境的密封要求。通过电磁场分析设计小型工程样机,并进行了样机制作和试验,试验表明,样机电机具有高出力、高运行效率特点,能够满足实际工程需要,为实际工程样机的设计制作打下基础。     

不等距叶轮的永磁电机噪声测试及特性分析

为降低电机气动噪声,针对轨道车辆风冷型永磁同步牵引电机开展噪声测试,对比分析等距叶轮和不等距叶轮的电机总噪声水平与频谱特性。研究结果表明：2000 r/min以上永磁电机的气动噪声起决定作用,1600 r/min以下是电磁噪声占主导;等距叶轮噪声频谱主要由1倍和2倍叶片通过频率、48阶、56阶、104阶和开关频率及倍频附近的调制成分构成;不等距叶轮方案具有频散降噪效果,在1倍和2倍叶片通过频率周围衍生出新的间隔为2倍转频的新激励频率。通过不等距叶轮的测试及对比分析,可为永磁电机的噪声性能提升提供指导。