永磁体参数对双定子球形电机磁场影响的研究

永磁球形电动机采用不同的永磁体结构参数,对电机的电磁场会产生一定的影响。论文提出一种新型双定子永磁球形电动机,建立不同的永磁体参数的电机模型,对比分析不同参数的永磁体结构对电机电磁场的影响。利用三维有限元法分别对电机内外磁场进行建模分析,得到了气隙磁通密度径向分量分布数据。同时,针对永磁体的结构参数进行了静磁场磁通密度和磁场分布计算,建立了球坐标系下永磁体磁场有限元求解模型,进行对比分析。理论分析和实验结果表明了所设计结构的有效性,文中对转子永磁体的磁通密度进行了测试,与仿真计算结果一致。     

大功率永磁电机中永磁体布置的研究

永磁体的布置对永磁电机的气隙磁场分布有很大的影响，进而影响着电机的整体性能。该文在分析了电机磁场的基础上对电机转子径向永磁体布置采用二维有限元的方法进行分析、对转子轴向永磁体布置采用三维有限元方法进行分析。分析结果表明，磁极径向永磁体布置对气隙磁密影响不大；而磁极轴向的永磁体布置若以轴向中心截面为起点，依据磁钢的剩磁密度值沿轴向从低到高排列或从高到低排列产生的气隙磁密要高于高低间隔排列产生的气隙磁密。     

高温超导永磁体等效电流模型

本文通过比较分析了高温氧化物超导体与稀土永磁体的各向异性,实验表明设计磁体时ａｂ轴方向俘获磁场与ｃ轴方向相比可忽略,提出与描述ＨＴＳ块材俘获磁场的宏观等效电流模型,该模型简洁有效地描述了ＨＴＳ永磁体磁场大小及磁力性能,有助于组合永磁体的设计计算。     

具有变磁阻励磁回路的永磁同步电机可变励磁功能的研究

提出了一种励磁回路变磁阻的可调励磁磁通的新型永磁同步电动机。这种电机通过永磁体的滑动调节励磁回路的磁阻，调整其提供的有效磁通，实现气隙磁场的调控功能。基于磁场力分析的简化模型，定性分析出永磁体的磁场力跟随速度增加而增大的变化规律，方向为径向指向圆心或偏离微小角度。分别就永磁体在永磁体槽中的位置、非导磁体的形状以及电机饱和等3种不同情况，运用虚位移法进行了永磁体的磁场力的定量计算。计算结果与磁场力分析结果相吻合，验证了力的变化规律满足弱磁原理中平衡离心力的 要求。     

基于解析模型的永磁球形电机永磁体优化设计

永磁球形电机气隙磁通密度的基波幅值和波形畸变直接影响电机性能。本文采用球谐级数推导了永磁球形电机永磁体阵列气隙磁通密度径向分量的解析模型,分析了弧长系数、永磁体厚度和气隙长度对基波幅值和波形畸变率的影响。利用气隙磁场的解析模型,以基波幅值和波形畸变率为优化目标,采用粒子群算法对六极永磁体阵列进行了多目标优化并对优化结果进行了比较和验证。结果表明,在永磁体体积相同情况下,优化的平行磁化永磁体阵列比全极距平行磁化永磁体阵列和径向磁化永磁体阵列具有更高的基波幅值和更小的波形畸变率。     

电织针永磁阵列内的静磁场分布及结构刚度分析

针对电织针永磁阵列由于磁体间吸合力不平衡引发的结构刚度问题,重点研究了电织针永磁阵列内的静磁场分布状况,推导了每列永磁体薄片所承受的不平衡吸合力的表达式,给出了永磁体的挠曲变形。分析结果表明,永磁体占空比α主要影响到气隙磁场的谐波分量的多少;永磁体厚度系数β和气隙厚度系数γ主要影响气隙磁场的大小;织针片数n在大于10的情况下,对气隙磁场以及永磁体最大不平衡力没有显著性影响。为提高电织针设计中的永磁阵列结构刚度,应尽可能缩短永磁体薄片的长度,增大永磁体的厚度,永磁阵列几何参数选择α在0.6～0.9之间,β在0.07～0.1之间,γ在0.5左右。     

双边空心式永磁直线伺服电机的空载磁场分析

针对双边空心式永磁直线伺服电机推力波动受到气隙磁场影响的问题,研究该电机空载气隙磁场的分析求解方法。采用等效磁化强度法对双边空心式永磁直线伺服电机的气隙磁场进行求解,推导出气隙和磁极区域中磁场的解析公式。将解析分析与有限元分析结果进行比较,验证解析法的计算结果的准确性。根据气隙磁密的解析公式,分析了3个主要尺寸——永磁体宽度τm、永磁体高度hm和气隙高度δ对空载气隙磁场的影响。分析表明,永磁体高度hm和气隙高度δ主要影响电机气隙磁场大小,对磁场谐波含量影响较小,而永磁体宽度τm对磁场的大小和谐波含量的影响都很显著。通过对永磁体宽度τm的优化设计,可以有效改善电机气隙磁场分布的正弦性,从而减小电机的推力波动。     

无刷直流电动机的设计(Ⅻ)

无刷直流电动机的设计︵Ⅻ︶例2.一块磁化强度为J的稀土钴条形永磁体,被放置在均匀磁场之中,如图29所示,分析作用在永磁体上的转矩大小。图29处于均匀外磁场中的条形永磁体根据前面的分析,我们知道:磁化强度就是磁化介质单位体积内的磁矩,它是由永磁体内磁畴有规则排列的程度来     

基于Ansys的瓦形永磁体磁场分析

利用Ansys软件仿真出了瓦形永磁体的磁场分布，并应用等效磁荷法对结果做出了理论分析和解释，最后通过实验验证了仿真的正确性。文章给出了3个结论：磁钢的充磁方向和充磁后所能产生的磁场方向是两个不同的概念；实际使用中，应用的是永磁体磁密的某个分量而非该点的总共磁密；仿真结果可以判别磁钢充磁是否饱和。     

自起动永磁同步电机起动过程电枢反应退磁分析

为了研究自起动永磁同步电机起动过程中电枢反应引起的永磁体退磁,采用场-路-运动耦合的时步有限元法,分析了自起动永磁同步电机起动过程中,电枢同步旋转磁场和转子永磁磁场的相对空间位置角δ与电枢电流幅值对永磁体工作点磁密的影响,得到了不同负载条件下的电枢反应退磁特点.结果表明:当相对位置角δ=π时,电枢磁场对永磁磁场的去磁作用较大,永磁体平均工作点磁密较低,且负载系数越大,永磁体经历δ=π时刻的次数越多,永磁体磁密多次出现较低点,永磁体退磁几率变大;起动过程中随着转速升高,电枢电流幅值减小,在接近同步速的δ=π时刻,永磁体磁密出现最低点,电枢反应退磁较严重.     

外转子双凸极永磁电动机有限元分析

提出了一种外转子双凸极永磁电动机的设计方案;为了保证分析计算的准确性,通过有限元方法使得诸如永磁体导致绕组磁通回路发生变化、永磁体和绕组的电磁反应以及绕组之间存在互感等用传统路的方法难以解决的问题得到解决。分析了该电机的磁场分布和气隙磁密,为进一步研究提供了依据。     

轴向磁化多环磁力联轴器的三维磁场计算及分析

为研究轴向磁化多环磁力联轴器的结构参数对磁转矩的影响,采用有限元方法对其三维磁场进行数值计算,得出了轴向磁化多环磁力联轴器的三维磁场分布。分析了主动转子转角、气隙厚度、永磁体厚度和磁极对数对磁转矩的影响,即以一对磁极转角为周期,磁转矩与转角成类似正弦曲线关系变化,且在360°/2p时磁转矩存在最大值;随着气隙厚度的增加,联轴器的磁转矩降低;增大永磁体厚度,可提高磁转矩,但当永磁体厚度增大到一定程度后,磁转矩曲线的斜率逐渐变小,增加变慢;在一定范围内,增加联轴器的磁极对数,磁转矩增大,但磁极对数增加到一定数目后,随着磁极对数的继续增加,磁转矩降低。其分析结果可对该类磁力联轴器性能分析和设计起指导作用。     

一种多自由度电机三维磁场分析及永磁体设计

在简述永磁球形多自由度电机的优越性能的基础上,针对一种新型永磁球形多自由度电机提出了4种永磁转子设计方案,对每一种永磁体结构进行了静磁场磁通密度模值和磁场分布计算,建立了球坐标下永磁体磁场解析求解模型,进行对比分析.同时基于三维有限元软件,对各种永磁转子结构的球形多自由度电机转矩特性进行了计算和仿真.设计制备了5个圆柱体组合结构的钕铁硼永磁转子来代替球形结构,制作了模型样机.理论分析和实验结果表明了所设计结构的有效性,转子易于实现三自由度偏转运动,并对转子永磁体的受力进行了测试,与仿真计算结果一致.     

钕铁硼永磁材料在过热失磁条件下的磁滞损耗测试与分析

以钕铁硼为代表的稀土类永磁材料因其磁性能好、价格低、力学性能好等特点广泛应用于永磁电机,电机中的谐波磁场又会使永磁体产生损耗,严重时会导致永磁体过热失磁,影响到电机的稳定运行。通过设计的永磁综合磁特性测试装置定量施加交流磁场,发现在低频下,饱和充磁的钕铁硼会出现明显的磁滞现象。对钕铁硼材料在过热失磁条件下进行了磁滞损耗的定量测试与磁特性分析,发现过热失磁的钕铁硼会产生明显的磁滞损耗。测试结果表明：永磁体在高温状态下长时间运行时会逐渐失去磁性,永磁体的磁滞损耗会逐渐增加,甚至在一定条件下磁滞损耗会高于涡流损耗。这说明永磁体的磁滞损耗会加速永磁体的失效,而且在某些情况下是失磁的主要原因。     

钕铁硼永磁材料在过热失磁条件下的磁滞损耗测试与分析

以钕铁硼为代表的稀土类永磁材料因其磁性能好、价格低、力学性能好等特点广泛应用于永磁电机,电机中的谐波磁场又会使永磁体产生损耗,严重时会导致永磁体过热失磁,影响到电机的稳定运行。通过设计的永磁综合磁特性测试装置定量施加交流磁场,发现在低频下,饱和充磁的钕铁硼会出现明显的磁滞现象。对钕铁硼材料在过热失磁条件下进行了磁滞损耗的定量测试与磁特性分析,发现过热失磁的钕铁硼会产生明显的磁滞损耗。测试结果表明：永磁体在高温状态下长时间运行时会逐渐失去磁性,永磁体的磁滞损耗会逐渐增加,甚至在一定条件下磁滞损耗会高于涡流损耗。这说明永磁体的磁滞损耗会加速永磁体的失效,而且在某些情况下是失磁的主要原因。     

1.2 T Halbach阵列永磁体的设计*

随着核磁共振技术（NMR）的不断发展,其应用范围越来越广泛,涉及复合绝缘子老化检测、石油勘测、医疗诊断等领域。在核磁共振技术中,建立高磁感应强度和高均匀度的静态磁场对于提高检测信号信噪比具有重要的作用。目前,采用永磁体建立静态磁场是常用的方法,但是高磁感应强度的永磁体体积较大,应用场景受到了极大限制。为了让核磁共振技术进一步扩大运用领域,一款使用更便捷、性能更优良的永磁体就必不可少。为此研究了一种通过Halbach阵列构成的永磁体,其磁感应强度可达到1.2 T,磁场均匀度在10 ppm以内,占用空间较小且易携带,为核磁共振技术运用到更多领域提供了前期准备。     

混合永磁游标电机的交叉耦合特性分析

本文针对混合永磁游标电机在空载/负载条件下的交叉耦合效应,分析两种永磁体的作用机理及其工作点的变化规律.首先,基于有限元法对气隙磁密和空载反电势进行计算,结果表明混合永磁交叉耦合效应会造成低矫顽力永磁体发生部分退磁,从而增加电机在线精确调磁的难度.其次通过矫顽力参数对交叉耦合效应的敏感性分析,说明低矫顽力永磁体的矫顽力...     

轴向磁场电机永磁体空载涡流损耗减小方法对比研究

减少轴向磁场电机永磁体空载涡流损耗的方法主要有：减小定子槽开口宽度、增大气隙长度、永磁体分块、使用屏蔽层和磁性槽楔等。基于轴向磁场电机的简化二维分析模型,分析了减小定子槽开口宽度和增大气隙长度、使用屏蔽层和磁性槽楔降低空载涡流损耗的效果。通过三维电磁场仿真,研究了永磁体不同分块方式对减少空载涡流损耗的效果。研究结果表明,减小定子槽开口宽度的效果最佳;虽然增加气隙长度可以显著减小涡流损耗,但永磁体用量迅速增加;永磁体分块减小涡流效果较好,且周向分块方式最好;屏蔽层起反作用;使用分段磁性槽楔效果比减小定子槽开口宽度稍微差一点,但加工难度要低些。     

基于等效磁网络模型无刷直流电动机磁场分析

针对无刷无铁心直流电动机建立了等效磁网络模型，对其气隙磁场进行分析计算，并以稀土永磁体线性化退磁曲线为分析基础，用解析法计算电机的漏磁系数。计算和实验表明，基于等效磁网络模型对电机气隙磁场进行分析，结果直观，应用方便，是一种值得推广的分析方法。     

表面式永磁电机气隙磁场分析

针对表面式永磁电机齿槽结构复杂,应用传统许克变换法很难精确计算电机磁场分布的问题,将表面式永磁电机气隙磁场分为定子绕组和永磁体产生的气隙磁场两部分.应用许克变换工具箱将电机不规则空气间隙转化为几何上简单区域,分析电机定子绕组产生的气隙磁场.将永磁体等效为线电流,借助许克变换工具箱分析永磁体产生的气隙磁场.将定子绕组和永...