基于改进子域模型的双绕组无轴承磁通切换电机磁场解析计算

针对双绕组无轴承磁通切换永磁电机的复杂结构,通过建立一种改进的子域模型来分析电机电磁特性.对于悬浮绕组采用分布式双层绕组嵌放方式,提出了一种等效电流分析方法,将上、下层绕组电流等效为同一电流元.与传统子域模型中分布式双层绕组分析法相比,所提改进子域模型法可减少求解变量的个数,将未知参数矩阵从22阶简化到18阶,降低了磁...     

变频牵引电机定子绕组内部电压分布特性的研究

分析PWM逆变器驱动的变频牵引电机定子绕组内部电压分布特性,对研究定子绕组绝缘失效和进行绝缘结构设计有重要意义。文章依据变频牵引电机定子绕组结构形式,建立绕组的分布参数电路模型,采用有限差分方法求解得出绕组内部电压分布情况,然后用实际测试结果验证模型的有效性,基于该模型讨论脉冲上升沿时间和电缆对绕组内部电压分布特性的影响。研究结果表明:上升沿时间越短,绕组内部电压分布越不均匀,线圈和匝电压幅值越大,而电缆长度对绕组内部电压分布影响较小,但绕组内部电压幅值增加了约40%。     

环形绕组无刷直流电机的换向过程分析及建模

环形绕组无刷直流电机(CWBLDC)是一种多相且定子绕组环形连接的电机,由于反电动势的方波度更高,其转矩密度较传统三相无刷直流电机更大,通过极、槽数合理设计的分数槽绕组能够有效地抑制电机的转矩脉动。并且,CWBLDC所需的功率元器件数目较多的特点在多相大容量舰船电力推进系统的应用中不是缺点。针对相数较多、运行过程系统网络拓扑不断变化的难点,该文以并联支路电流为模型变量,利用拓扑的周期变换特性建立CWBLDC的数学模型,通过场路耦合仿真与原理样机实验验证了建模思路与模型分析结果的正确性。所建立的数学模型有助于深入理解包括换向过程的电机运行原理,快速得到电机的稳态性能,便于确定电机设计参数较不同参数选取对电机性能的影响。     

径向驱动式啮合电机建模与仿真研究

针对一种改进的径向驱动式啮合电机结构,采用有限元方法分析了磁场特性,依据有限元计算结果建立电机的非线性分析模型,将模型与控制协同对径向驱动式啮合电机的动态特性进行仿真分析.研制与仿真模型结构参数完全相同的物理样机,采用不同的控制方式和负载转矩对样机进行加载实验.结果显示:实测负载转矩与仿真分析得到的负载转矩较为接近,从而验证了有限元仿真模型的准确性和有效性;在开环控制时,细分磁极换相控制节拍,并且调整绕组电压能够有效增大输出转矩和减小脉动.     

十二相同步电机空载特性及其绕组参数计算

针对凸极式同步推进电机的空载特性及其绕组参数与电机结构、定转子齿槽、磁场饱和等紧密相关的问题,分析了在不同励磁电流下同步推进电机相反电势的数值计算方法,提出了采用电机磁场能量微动法计算相绕组的参数,并对一台十二相同步推进电机的绕组参数及其空载特性进行了计算和测量。结果表明,提出的方法适用于分析多相同步推进电机的空载特性和绕组参数。     

紧凑型高压电机起动特性及阻抗的电磁耦合计算

针对紧凑型高压感应电机动态阻抗及起动特性不易通过实验测取的问题,对电机起动过程中的起动特性、饱和效应与趋肤效应之间的相互影响关系进行分析,根据电机具体结构,对现有模型和算法进行改进,并从实用角度出发,建立相互耦合的电机磁网络模型、分层法模型和动态数学模型。对耦合模型进行求解,实现了整个起动过程电机动态参数的计算。分析了阻抗变化对电机起动特性的影响。用有限元法和实测法验证了计算模型的准确性,可实现电机的系列化计算。     

次级无轭部双边磁通切换永磁直线电机及其控制

该文提出一种双边磁通切换永磁直线(double-sided linear flux-switching permanent magnet,DLFSPM)电机及其驱动系统。该电机的永磁体和电枢绕组均置于初级定子,次级动子仅由导磁铁芯构成,并且次级无轭部。因此,该电机具有结构简单、可靠性高等优点,适用于高速电磁推进场合。基于有限元法分析该电机的结构特性、绕组互补特性和静态电磁特性。在此基础上,建立电机的数学模型并确定电机的控制策略。基于Matlab/Simulink构建DLFSPM电机和驱动系统的仿真模型,并分析DLFSPM电机的动态响应。加工制造DLFSPM实验样机并完成该电机的驱动控制平台和实验研究。仿真和实验结果表明,DLFSPM电机反电势正弦对称、动子简单可靠,具有良好的动态响应。     

电动汽车用分裂绕组永磁同步电机设计

设计了一款新型纯电动物流车用驱动电机,定子采用分裂绕组形式,电机在低速区域工作时绕组全部接入,电机在高速区域工作时绕组部分接入,以替代机械式两档变速箱,拓宽电机高效率工作区域。根据电动物流车所需动力,计算电机的功率和转矩特性曲线,利用解析法和有限元法确定额定工况下电机的转子及定子等电磁参数,再根据实际电压和电流限制优化交直轴磁路,并优化定子绕组分裂比,电机实测实验描绘出电机输出效率map。     

无刷直流电机故障与动态负载下参数差异性分析

在Matlab/Simulink下建立了无刷直流电动机驱动系统模型,分别针对定子绕组开路、短路和霍尔位置传感器开路这三种故障进行了仿真研究,并针对定子绕组开路和霍尔传感器开路这两种故障进行了实验验证。利用仿真模型对驱动系统动态负载的特性进行研究,通过仿真与实验结果,对故障状态与动态负载下的电机参数进行对比分析,揭示了电机转速、相电流和电磁转矩在两种状态下的参数差异。研究结论对无刷直流电动机驱动系统的故障检测与保护研究提供了参考依据。     

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.     

双定子绕组同步电机及其单绕组等效模型

双定子绕组同步电机有很多突出的优点,建立其数学模型,尤其是能与普通同步电机相类似的数学模型,对其控制和广泛应用具有很大的实用价值.本文首先借助电感参数统一计算公式和双d-q变换,求得了双绕组同步电机众多电感参数的表达式和d-q轴等效模型,取得与文献相同的结论.然后,运用戴维南定理将此模型进一步简化为单绕组模型,形式上与普通同步电机模型完全相同,从而可以借助普通同步电机许多成熟的研究成果,来简化双绕组同步电机的研究工作.最后,通过理论分析和仿真算例,证明了该等效模型的正确性.这一建模方法可推广到双绕组其他类型的交流机或更多相电机.     

电动汽车用六相永磁容错电机的分析和设计

为需满足容错电机各相绕组间的电隔离、物理隔离、磁隔离、热隔离,设计分析、设计一种采用分数槽集中绕组的电动汽车用六相永磁同步容错电机。通过磁动势谐波分析,提出一种新的极槽配合方案以减小因采用集中绕组而带来的永磁体涡流损耗,同时降低了转子极对数,减小了定子铁心损耗。通过分析集中绕组电机产生转矩波动的原因,以及相间解耦后dq0变换下的电感矩阵,确定容错电机的转子设计形式。最后给出整体的电机设计方案和性能参数。     

不对称阻尼绕组凸极同步电机瞬态及超瞬态参数的分析与计算

现代凸极同步电机转子阻尼绕组结构设计比较灵活，除通常对称等节距阻尼绕组外，还有对称不等节距绕组和不对称、但以二极电机为周期循环的阻尼绕组。该文以不对称、但以二极电机为周期循环的阻尼绕组的同步电机模型作为研究对象，对阻尼绕组按实际的网形电路选取回路，从派克方程出发，获得该模型的磁链方程和电压方程，经由dqo变换及一些技巧性处理，导出运算电抗xo(s)和xq(s)，然后经参数辩识，确定电机的直、交轴瞬态电抗和超瞬态电抗以及相应的时间常数。该文方法不但适用于不对称、但以二极电机为周期循环的阻尼绕组，也适用于等节距和不等节距的对称阻尼绕组。该文提供的是计算凸极同步电机暂态参数的一种新方法。     

无刷直流电动机基本特性的预测与绕组设计

在系列生产的BLDCM中,绕组参数的变化有一定的相似规律。根据已生产的系列电动机的基本规格,可以确定绕组参数相似关系中的常量和不变量,从而可以确定出不同绕组匝数和铁心迭长情况下的绕组参数,进一步用仿真方法预测电动机的基本特性。运用这种关系进行系列电机改型绕组设计相当简便,而且准确。     

双三相隔齿绕永磁同步电机容错性能分析

集中绕组中隔齿绕制形式能增大电机的绕组自感,实现绕组间的相互隔离,将该种绕组结构应用在双三相永磁同步电机可设计一种新的永磁同步容错电机。利用Ansoft Maxwell 2D分别为12槽10极和24槽22极双三相隔齿绕永磁同步电机建立仿真模型,针对不同绕组分布形式的电机进行有限元分析。研究两种极槽配合形式下不同接线方式的双三相隔齿绕永磁同步电机在静态磁场和瞬态磁场中的空载磁链波形、空载反电动势波形和绕组电感矩阵等特性,对比分析其电磁性能和容错性能,总结出更适合永磁同步容错电机的结构类型。     

工业机器人用永磁同步电机的设计

机器人用永磁同步电机要求具有高转矩倍数、高效率和低转矩脉动等特性。通过分析电机的技术要求,确定了该电机的基本尺寸参数。用有限元分析软件对电机进行分析和仿真。对常用的永磁电机的槽极配合进行分析,选择最佳的槽极配合。采用不等厚永磁体结构,对电机的齿槽转矩进行优化。设计了大小圈绕组结构,有效地提高了电机的效率。为工业机器人用永磁同步电机的设计和改进提供了一种设计的方法。     

轴向磁通切换型混合励磁同步电机优化分析

提出一种定子分割式轴向磁通切换型混合励磁同步电机,分析电机的电磁特性,进行优化分析。基于三维有限元方法,建立电机的有限元分析模型,获得电枢绕组磁链、空载电动势及绕组电感等参数电磁特性;分析定子槽口宽度、永磁体宽度、定子槽深度及转子齿宽度变化对绕组感应电动势的影响规律。有限元分析结果表明:通过调节励磁电流,线圈磁通变化明显,调磁效果较好;优化分析结果为电机尺寸的确定提供了一定的理论依据。     

风力发电机绕组分布参数对过电压分布影响研究

分析永磁风力发电机绕组分布参数对电机内部过电压分布的影响,对绕组绝缘设计具有重要意义。针对永磁风力发电机定子绕组的结构特点,利用有限元分析软件建立定子槽模型并计算其分布参数。对来自变流器的陡上升沿高频脉冲电压作用下的定子绕组过电压分布特性进行仿真分析,研究绕组分布参数对匝间过电压分布的影响,并讨论改变分布参数对优化过电压分布的效果。通过对绕组分布参数的研究,提出改善绕组过电压不均匀分布的初步措施。     

一种新型行波超声波电动机的研究

介绍了一种新型行波驱动超声波电动机，它不同于以往超声波电动机定转子之间动态过程中为点接触的结构形式，采用了线接触的新型结构。运用振动理论推导了电机驱动原理，并用ANSYS软件建立了电机定子有限元模型，分析了电机定子各项参数对其动态特性的影响，通过实验得到了该电机的动态特性。     

电机方面需要研究的一些科研课题

1.电机电磁场理论的研究大电机电磁场的分布规律及各种损耗的关系;确定附加损耗的方法;电机起动和事故状态下的电磁过程及参数的计算;直流电机主、换向极磁场的分布与计算;各种绕组对换向性能的影响;直流电机动态性能和参数计算;晶闸管供电电源对直流电机运行特性的影响;交流电机变极技术理论;电机在不对称负荷、异步及事故状态下运行时,对电机的影响和要求。