盘式力矩电机齿槽转矩分析研究

齿槽转矩波动是永磁电机固有缺陷,针对由齿槽转矩引起的电机输出转矩波动影响加工精度的问题,提出了基于能量法和傅里叶级数解析法的盘式力矩电机齿槽转矩计算方法,分析了盘式力矩电机齿槽转矩的影响因素。利用有限元分析工具,建立盘式力矩电机轴向磁场模型,在相同槽型尺寸和永磁体间隙的条件下,与外转子径向磁场电机进行对比分析,验证了盘式力矩电机的优势。研究结果表明,盘式力矩电机齿槽转矩波动幅值比外转子电机减小了25%。将盘式力矩电机嵌入转台中能够有效提高加工精度。     

内外双转子异构力矩电机齿槽转矩分析

转矩波动是永磁同步力矩电机的固有缺陷,主要是由齿槽力引起的。针对加工过程中由齿槽转矩引起的转矩波动影响加工精度的问题,根据传统齿槽转矩优化方法及齿槽转矩计算方式,分析了力矩电机齿槽转矩主要的影响因素,对比分析了电机参数优化调节和内外双转子力矩电机异构优化这两种减小齿槽转矩的方法,验证了内外双转子异构力矩电机具有转矩波动更低的优势。     

无刷力矩电机零位设计技术研究

永磁无刷力矩电机零位校准直接影响电机的性能和控制精度,实现零位精确设计不仅能够提高产品设计效率,而且能有效降低电机转矩波动带来的振动、噪声等问题.本文研究永磁无刷力矩电机零位设计方法,提出了基于有限元精确设计永磁无刷力矩电机零位的方法,通过在ANSOFT Maxwell中建立电机的2D有限元模型,实现分装式无刷力矩电机...     

永磁同步力矩电机转矩波动分析建模研究

永磁同步力矩电机以其高转矩密度、响应快速、无中间传递环节等特点,在数控机床和仿真转台等需要直接驱动、运行平稳、快速响应和高精度的控制系统中得到了越来越多的应用。但其转矩的波动对系统产生了很大的影响,降低了控制精度。首先对永磁同步力矩电机的工作原理进行分析,建立在不同坐标系下的数学模型。然后借助MATLAB/Simulink和基于SVPWM的直接转矩控制对系统各子环节进行建模分析,最后将分析结果与实验结果进行对比,得到了理论与实际相一致的结果。     

磁齿轮啮合型电机齿槽转矩影响因素分析

磁齿轮啮合型电机是一种具有新颖电磁结构的永磁驱动元件,其具有转矩密度高、低速转矩大等优点。在分析所研究磁齿轮啮合型电机工作原理和齿槽转矩表达式后,得出了影响磁齿轮啮合型电机齿槽转矩的几个因素,利用有限元的方法建立了电机二维模型,对影响电机齿槽转矩及其波动的各种因素进行了仿真分析,得到了齿槽转矩及波动与电机结构尺寸和永磁体材料的变化关系。     

工业机器人用盘式永磁电机设计与优化

为提升工业机器人所用电机的带负载能力,提出一种内置式盘式永磁电机。建立内置式盘式永磁电机的三维有限元模型和盘式永磁电机转矩计算公式;通过对内置式盘式永磁电机的电磁性能进行仿真分析,验证了模型的正确性;对电机的输出转矩进行优化仿真,结果表明：相较于之前的表贴式永磁电机输出转矩得到了22.5%的提升。     

考虑开槽和高次谐波的永磁同步电机解析模型

永磁同步电机6i阶(i∈N)转矩波动是电机总成与电动车车身阶次振动的主要振源。提出了一种考虑定子开槽与高次谐波的永磁同步电机解析计算模型,建模过程基于瞬态气隙磁场分布的计算。当不考虑电流谐波时,电磁转矩具有6i阶(i∈N)转矩波动特性。最后,通过有限元计算验证了该解析计算结果。文中解析模型揭示了电动车用永磁同步电机转矩波动非线性的形成机理。     

基于热阻网络和流固耦合的永磁力矩电机温度场研究

为研究永磁力矩电机的温度场，考虑电机各部件比热容、导热系数、动力黏度、流体边界条件、对流换热系数的影响，建立永磁力矩电机的热阻网络模型和流固耦合模型，对永磁力矩电机进行瞬态温度场仿真分析。将基于两种模型所得的热计算结果进行对比，并建立样机温升试验平台开展温度试验。试验结果表明，两种模型的温度变化趋势与试验结果接近，偏差在5%以内，由此验证两种模型的精确度与正确性，为永磁力矩电机的温度场研究提供了方法。     

基于降阶负载扰动观测器的永磁同步电机控制

针对永磁同步电动机(PMSM)的负载扰动问题,提出了一种基于降阶负载扰动观测器的永磁同步电机前馈控制方法。通过设计降阶负载观测器来实时观测电机负载转矩变化,并将观测值作为电流前馈补偿来增加系统鲁棒性;考虑到转动惯量对观测器的影响,引入了梯度校正参数估计法,对电机的转动惯量进行了实时辨识;最后,将负载转矩观测与永磁同步电机的矢量控制相结合,对永磁同步电机的q轴分量进行了转矩前馈补偿以提升系统的动态性能。仿真结果表明,采用梯度校正参数估算法能快速准确地迭代计算永磁同步电机的转动惯量,所设计的降阶负载扰动观测器能有效地估计转矩变化。研究结果表明,基于降阶负载转矩观测器的前馈补偿与永磁同步电机矢量控制相结合,能有效地提升永磁同步电动机转速控制的鲁棒性。     

电动车用永磁同步电机电磁转矩的解析计算

针对电动车车身结构振动和车内噪声的振源——永磁同步电机6i倍次(i∈N)转矩波动,研究了一种永磁同步电机6i倍次电磁转矩的解析计算方法。结合分布式驱动,根据永磁同步电机磁场梯形分布的特点,对永磁磁极在均匀气隙中的径向磁密进行傅里叶展开。通过Blondel-Park变换,将abc坐标下的磁链、电压变换成dq0坐标下的磁链和电压,提出一种分布式驱动用永磁同步电机6i倍次电磁转矩的解析计算方法,为分布式驱动用永磁同步电机的6i倍次振动提供了理论解释。计算结果与有限元计算结果比较,转矩波形基本吻合,证明此方法是正确、可靠的。     

低速高转矩密度永磁同步电机的设计研究

针对目前桨翼飞行器用驱动电机转矩密度低的问题,从电磁、水冷、结构等多方面入手,设计了一款低速高转矩密度永磁同步电机(PMSM).首先,根据技术指标设计电磁方案,研究了永磁同步电机的转矩特性,提高额定工况下的转矩输出能力;其次,设计一种轴向外流道水冷系统,仿真结果表明散热效果明显;最后,对电机结构进行优化,实现电机轻量化...     

煤矿永磁外转子提升机多工况运行特性研究

永磁外转子提升机在多工况下的运行特性复杂，容易出现冲击、振动以及噪声等问题。针对这些问题，该文从永磁外转子提升机的结构和工作原理进行分析，采用数值模拟分析法研究了永磁外转子提升机在空载启动、重载启动工况下的运行特性及规律，结果表明：相比于空载启动工况，重载启动的转速、电磁转矩以及三相电流趋于稳定状态的用时较长、启动负载较大、速度波动较大。这种情况非常容易引起提升系统的冲击和振动此研究结果可为后期永磁外转子提升机智能控制和减小冲击振动的研究提供参考。     

稳态工况下电机-齿轮系统机电耦合动态特性研究

针对由永磁同步电机和一级斜齿轮减速器组成的传动系统进行了研究。建立了永磁同步电机模型和一级斜齿轮动力学模型联合的机电耦合动力学模型。在施加恒定转速和恒定负载条件下,分析了机电耦合传动系统的电信号动态响应。通过研究,发现定子电流和电磁转矩含有反映齿轮啮合频率的信息,并且相比与电磁转矩,定子电流含有的传动系统频率信息更加丰富,这表明机械系统的频率会和电气系统中的定子电流和电磁转矩频率产生调制。证明电机的电气性能会受到机械系统特性的影响,研究结果为通过定子电流及其相关参数进行机电耦合系统的动态性能监测和故障诊断这一研究方法提供了参考,在此基础上,可以展开更深入的研究。     

车用微型永磁直流电机的齿槽转矩优化

过大的齿槽转矩会造成电机转矩波动、产生噪音和振动,是永磁电机高精度高性能优化设计的关键因素。研究中以某4槽10极汽车座椅永磁有刷直流电机为例,通过建立电机相应的电磁场模型以及理论分析,探究了电磁力、永磁体的极弧系数和偏心距参数对电机振动的影响,提出了减小齿槽转矩的电机结构综合优化方案。通过Ansoft Maxwell电磁仿真与实验测试,验证了所设计方案的有效性;与原设计相比,优化结构后的电机,齿槽转矩降低了85.95%,振动减小了80%,噪音减小了11%。     

探究电动汽车永磁同步电机转矩波动及测试

电动汽车永磁同步电机具有高转矩密度、反应速度相对较快等特点,同时,电动汽车永磁同步电机转矩波动运行的过程中,需要直接驱动、运行平稳、快速响应和高精度的控制系统作为主要的支持。但是,这样对电动汽车永磁同步电机转矩波动造成了一定程度上的影响。因此,本文针对电动汽车永磁同步电机转矩波动以及测试的相关内容,进行了简要的分析和阐述,其主要的目的就是保证电动汽车安全、稳定的运行。     

交流永磁伺服电动机永磁体对齿槽转矩影响的应用研究

交流永磁伺服电动机具有高效率、高控制精度和高转矩密度的优点,在工业机械手上得到了广泛应用.因其固有特点,存在齿槽转矩,影响电机的低速性能和高精度定位,故对电机齿槽转矩进行电磁设计及优化.基于Ansys\Maxwell软件的有限元仿真,提出了一种适用性强的方法,通过调整电机永磁体结构,对齿槽转矩进行优化,结合实际产品测试...     

稀土永磁无刷直流电动机电磁场有限元分析

应用ANSYS软件对逆变器工作方式为二相导通星形三相六状态的稀土永磁无刷直流电动机的空载和负载电磁场特性进行了有限元分析。分析结果表明：正在研发的稀土永磁无刷直流电动机可得到近似方波的气隙磁感应强度,从而有效减少力矩脉动,提高电动机出力,电动机结构设计和材料选用合理;电源电压从0～100V变化时,电动机的电磁转矩逐渐增大,但增大率逐渐降低。当电源电压增至72V以后,电动机的电磁转矩增大率降至很小。     

永磁齿轮转矩特性研究

计算了新型传动机构永磁齿轮传动机构的磁场,根据从动轮处于不同位置时的转矩曲线和传动机构负载线,分析了转速变化。对主动轮和从动轮同步旋转进行计算,得出从动轮力矩变化曲线,分析了力矩波动与两齿轮相对磁极轴线夫角关系。最后对传动机构进行了实验验证。研究表明,该传动机构转矩波动很小,具有优异的传动性能。     

Halbach磁极阵列结构在永磁无刷电机的设计应用

永磁无刷电机以其优秀的转矩平稳性、快速响应以及低速大转矩直驱特性广泛应用于高精度数控机床、仿真平台和工矿企业的节能改造当中。在其电磁设计过程中通过采用Halbach磁极阵列可以有效提高永磁直流无刷电机的磁负荷并且降低转子磁动势谐波含量,有利于提升电机转矩密度、降低转矩脉动和电磁噪声。本文建立了一台永磁无刷电机的二维电磁模型,比较了电机采用Halbach结构前后的电磁性能,仿真研究表明电机在采用Halbach结构后,整体电磁性能有所提高,能够增强仿真转台的平稳性,对于实际工程技术应用具有一定的意义。     

自适应电磁阻尼式高楼逃生缓降器设计

为了高楼逃生这种紧急状态下的紧急操作,设计了一种自适应电磁阻尼式高楼逃生缓降器.利用交流永磁同步电机被动发电模式下的电磁转矩控制调节绞盘转速,运用电磁阻尼原理,当重物下降带动绞盘转动时,通过减速器带动交流永磁同步电机的转子转动,产生感应电压,由计算可得重物下降速度与电压成线性关系.利用纯硬件电路控制器来控制外电路IGBT(绝缘栅双极型晶体管)的状态,以此来控制电机转子中的电流,达到控制电磁转矩的目的,实现自救逃生人员下降速度平稳、自适应控制的功能,并实验验证了该设计的科学性与可行性.