新结构永磁同步电动机磁场的有限元分析

提出了一种新结构永磁同步电动机,分析了该电机的空载磁场,绘制出空载磁场等位线以及气隙磁密分布曲线。结果表明,由于该电机采用较薄而性能较高的钕铁硼永磁磁极外贴在转子上,极大地限制了极间漏磁,达到高效能节的目的。用Ｖｉｓｕａｌ Ｃ＾＋＋语言编制了面向对象的有限元分析程序,为实现永磁同步电机ＣＡＤ奠定了基础。     

表面-内置式永磁转子同步电机等效磁路法特性分析

针对有限元法计算分析电机的复杂性和耗时长等特点,采用等效磁路法分析一种表面-内置式永磁转子同步电机工作特性。建立电机开路状态表面式与内置式永磁体串并联励磁结构等效磁路模型,根据表面-内置式永磁转子磁路结构特点,得到开路状态简化等效磁路模型,计算电机励磁磁场分布、电枢绕组反电势和磁通链;分别建立电机电枢反应下直轴和交轴简化等效磁路模型,求解电机负载磁场分布、电枢反电势和输出电磁转矩;建立电机有限元模型,分析求解电机开路和负载状态电磁特性;建立试验平台,进行试验样机空载和负载测试试验。对比分析简化等效磁路模型、有限元模型计算结果和试验样机测试结果,验证了所提出的等效磁路模型的正确性与合理性。     

一种应用于内转子永磁滚筒的计算仿真方法

针对目前煤矿带式输送机用永磁电机直驱设备、外转子永磁滚筒,存在低速大扭矩工况体积急剧增大、因防爆结合面磨损导致隔爆性能丧失、转子磁钢可靠性低等缺陷,研发了一种新型集成式内转子永磁滚筒。因其结构特点存在以下设计难题：多支承超静定结构、复杂装配体的仿真精度及仿真速度低,为解决以上难题,提出了一种应用于复杂装配体的计算仿真方法,既实现了多支承超静定结构的静力学求解,又保证了复杂装配体静力学仿真的精度。对该新型永磁滚筒样机进行型式试验,试验数据与计算结果相符,且样机刚度及强度满足平均标准要求,从而验证了该计算仿真方法的可行性。采用该方法设计完成的新型集成式内转子永磁滚筒,既实现了结构紧凑、传动效率高,又解决了永磁电机及外转子永磁滚筒的上述缺陷。     

矿用直驱系统用筒式同步型永磁耦合器特性研究

基于185 k W电机驱动系统对无隔离套、双永磁体盘同步型耦合器应用于矿用直驱电机系统时的传动性能开展了相关研究。首先分析了同步型永磁耦合器结构及工作原理,进而进行了磁场仿真、永磁体安装受力分析及过载运行状态下的温度场分布计算。主要结果如下:采用10对级形式,最大传递扭矩达到2 600 N·m,满足185 k W电机驱动系统需求;单块永磁体安装受力较小低于46 N,而永磁转子内外套轴向力为1 000 N,不对中1 mm情况径向力320 N,需特定工装进行安装;永磁体最高温度114℃,过载系数2.0以上,满足过载运行需求。     

永磁型安全联轴器的结构设计与研究

结合永磁传动和螺旋传动技术,设计了一种新型永磁安全联轴器。分析了其结构和工作原理,并对其磁路进行了仿真计算。对过载工况下两永磁转子分离时的轴向力进行了计算。制造样机进行模拟工况试验。研究结果表明:该安全联轴器设定的过载力矩恒定,遇到过载工况时两永磁转子能够及时可靠自动脱开磁耦合传动关系,并可通过手动对力矩进行恢复,因此该安全联轴器可应用于需要过载保护的重要机械传动系统。     

电动汽车用永磁同步电动机设计

为推进永磁同步电动机在电动汽车驱动中的应用，对电动汽车驱动用永磁同步电动机的设计进行了研究．从电动汽车牵引电机的运行特性入手，分析了影响永磁同步电动机参数确定的因素．应用电磁场分析方法给出了永磁同步电动机转子永磁体结构的选择原则．应用场路耦合计算方法设计了电动客车用永磁同步电动机样机．实验结果表明，样机的低速转矩大、恒功率区宽，性能满足整车的需要．     

永磁无刷直流电机齿槽转矩削弱方法

从优化电机的本体结构出发,介绍了4种永磁无刷直流电机齿槽转矩最小化方法,并进行了分析研究。建议选用定子斜槽、转子斜极方案和分数绕组方案。     

基于Ansoft的变频永磁同步电动机参数计算与试验验证

对变频永磁同步电动机设计的重要参数空载漏磁系数基于Ansoft有限元磁场仿真。采用等效交直轴电抗方法对变频永磁同步电动机电抗参数进行仿真计算;通过对比电抗仿真设计值与试验测试值,得出等效交直轴电抗参数计算方法,满足工业性生产要求,对同类永磁电机设计具有指导意义。     

基于ANSYS的永磁直线同步电机磁场分析

永磁直线同步电机（PMLSM）是一种新型电机,近年来,在垂直提升系统、磁悬浮、高精密机床等领域得到广泛应用。由于永磁直线同步电机存在纵向边端效应和横向边端效应,其磁路复杂,非线性强。而且随着永磁直线电机的发展,人们对其电磁机构特性有了更高的要求,传统的磁路法、图解法等很难精确计算直线电机电磁场量的分布,更不能精确求得其推力、法向力特性,目前只有借助数值方法求得近似解。     

永磁直线同步电机磁场和力的有限元分析

根据电磁场的基本理论,用有限元法对永磁直线同步电机的磁场进行了分析,仿真出了电机的静态磁场分布,并对电机的推力进行了计算分析,对永磁直线同步电机的设计和性能分析都具有实用价值.     

直驱永磁同步电机均匀退磁性能分析和故障诊断

均匀退磁是永磁同步电机的一种常见退磁故障类型,通过对永磁体不同退磁程度下的电机性能的分析,提出了反电动势(Back-EMF)回转半径法来诊断直驱永磁同步电机(DDPMSM)均匀退磁故障。利用时间延迟嵌入(TDE)技术得到其反电动势的差分相空间图形的坐标数据,并建立了反电动势回转半径的模型。对一台不同运行速度和不同故障程度下的DDPMSM反电动势回转半径进行了仿真计算,得出退磁故障程度与回转半径成线性关系,并用最小二乘法拟合了退磁程度与回转半径和速度相关的数学方程。仿真结果证明,所提出的DDPMSM均匀退磁故障诊断方法的可行性和有效性。     

高性能多极磁环研究

介绍了单定子单转子结构盘式永磁电机用铁氧体多极磁环牵引力与磁体形状及材料性能的关系 ,并得出磁环牵引力大小与开路磁感应强度平方成正比、与磁体截面积成正比 ;找到了提高磁环牵引力的有效方法 ;为永磁铁氧体材料的选择和多极磁环充磁设备的设计提供了理论依据     

一种矿用电机车混合充电与驱动一体化电路

矿用电机被广泛地应用于井下矿岩、设备与人员的运输。为实现其混合充电与驱动的一体化,提出了一种基于绕组重构永磁同步电机的新型混合充电与驱动一体化电路。采用蓄电池—超级电容替换蓄电池作为电机车储能装置,添加双向DC/DC变换器作为电压变换装置,且用异构永磁同步电机替换传统的直流电机,实现了混合充电与驱动的一体化,并提高了矿用电机车的驱动性能和续航能力。在MATLAB中搭建了该新型矿用电机车混合充电驱动一体化电路的仿真模型。仿真结果表明:该新型矿用电机车混合充电驱动一体化电路可有效提高电机车的续航能力和驱动性能。     

磁极偏移法抑制表面-内置式永磁转子同步电机齿槽转矩分析

针对所提出的表面-内置式永磁转子同步电机(SIHPMSM)结构特点,建立不同充磁方式下SIHPMSM的齿槽转矩解析模型。分析SIHPMSM磁极偏移状态下整体和单个磁极的齿槽转矩解析公式,得到磁极整体偏移和磁极分组偏移的齿槽转矩优化方法。采用有限元法计算SIHPMSM在不同充磁方式下磁极偏移时的齿槽转矩,与实验样机测试结果进行对比,得出最优的齿槽转矩优化方案。对比分析优化前后电机反电势、电磁转矩、转矩波动、效率等性能参数,验证了所采用优化方法的正确性与合理性。     

永磁直线电机驱动的提升系统仿真研究

提升运输系统主要应用在地面提升即高层建筑的电梯和地下提升——矿井提升机两个方面。传统的提升系统由于存在诸如速度、高度等限制,已无法满足高层建筑或深井提升的需要,以永磁直线同步电动机驱动的提升系统由于：（1）井筒的深度不受设备的限制．可以不要暗井;（2）驱动速度不受限制．设备数量减少,提升系统简化,减少占用空间;（3）缩短整个施工工期和基建费用,节约电能等特点,可有效解决超高层建筑提升输送人和物的难题,先后得到国家自然科学基金和省自然科学基金、煤炭部等多项资助。     

永磁电机滚筒用液压钳盘式制动器的设计及应用分析

带式输送机由于其运输量大、连续作业效率高和运行可靠等优点,已成为煤矿企业使用最多的运输方式,随着永磁电机滚筒在带式输送机中越来越多的应用,永磁电机滚筒的制动问题也随之而来。设计一种永磁电机滚筒用液压钳盘式制动器,以PLC为控制单元,通过液压系统来实现对永磁电机滚筒的制动控制。介绍制动器的结构与液压系统,并运用SolidWorks simulation建模分析其结构的可行性。     

矿用电机车同步牵引电机设计

传统的蓄电池电机车一般采用三相交流异步电机。提出采用新型的内置式IPM结构永磁同步电机作为矿用蓄电池机车动力源,设计并仿真计算了永磁同步电机。通过Ansys-Ansoft和Mechanical软件仿真表明,IPM结构的永磁同步电机具有磁阻转矩大、效率高、节约能源等优点,在煤矿运输系统中具有广阔的应用前景。     

基于ANSYS对永磁筒式磁选机磁块排布变化对磁场特性影响的研究

永磁筒式磁选机的磁系结构参数、磁块形状和尺寸千差万别,所形成的磁场也有很大的区别。运用ANSYS对其磁系优化研究,分析其永磁体排布的变化所产生的磁场强度、磁场梯度的不同特点。从而得到结论:主磁极的宽度对圆周方向的磁场梯度没有直接影响,垂直方向的磁场梯度随着主磁极宽度的减小而变大;宽度不一致的主磁极间歇放置可提高磁场强度与磁场梯度,且可增加磁翻滚次数;添加辅助磁极提高了磁场较高区域的作用空间,同时提高圆周方向的磁场梯度。     

永磁直线同步电机非线性模型的建立及稳态特性分析

采用解析－有限元混合法获得单初级PMLSM稳态运行时的磁场分布;利用后处理的磁链数据作为PMLSM磁链模型的非线性回归分析样本;采用支持向量机实现对磁链的非线性函数的逼近,改变PMLSM运行工况检验非线性磁链模型的正确性,采用此模型研究PMLSM的稳态特性,并对结果进行定性分析,给出合理的解释。在此非线性模型的基础上经过扩展可以得到多初级分段永磁直线同步电机模型。