姿控、储能飞轮用永磁无刷直流电动机的参数计算

姿控、储能飞轮用无刷直流电动机具有大有效气隙、大径长比的结构特点．分别对其气隙磁通密度沿周向和轴向的分布进行了分析研究，提出了该种电动机所特有的等效漏磁系数和等效气隙磁通密度计算系数的概念和计算方法．样机的试验结果表明，用这一方法计算的电动机设计参数具有足够的精度，能够满足工程实际需要。     

铁心电抗器气隙等效导磁面积计算

以一台实际干式带气隙铁心电抗器为例,建立电抗器的三维电磁场仿真模型,给出仿真模型内的基本假设和边界条件;采用有限元分析,计算出了不同气隙下铁心电抗器的电感值和磁路中的磁感应强度矢量图,并与部分实测数据相对比,验证了仿真模型与仿真结果的正确性.然后,以铁心电抗器的电感量为主要研究对象,定量计算在不同气隙与不同铁心直径下电抗器的电感值,给出了电感值随气隙和铁心直径的变化曲线并对其拟合及定性分析.最后,结合铁心电抗器计算公式和基本假设,推算出气隙处磁通等效导磁面积扩大系数,研究气隙等效导磁面积扩大系数随气隙和铁心直径的变化关系.所得结论可以为此类电抗器的设计计算提供一定的技术支持.     

实心转子电机的端部系数研究

从场的观点定义了端部系数为具有端部效应的气隙磁场密度与无端部效应的气隙磁场密度之比，导出了一各蝗端部系数计算公式，该公式与阻抗定义的端部系数公式是等效的，进一步研究了转子表面介质的非线性磁导率对端部系数的影响，给出了一种修正公式，通过实例计算证帝在研究端部系数时必须考虑转子有形状和非线性材料的影响，文中提出的方法是正确和有效的。     

机床固定结合面等效刚度系数和阻尼系数的研究

研究了确定机床固定结合面的等效刚度系数和等效阻尼系数的新方法。采用迭代计算和动态测试相结合的方法，在多种不同结合面条件下进行了实验和计算，得到了大量的实用数据，并且建立了机床固定结合面的等效参数通用数据库。     

永磁转子偏转式三自由度电机建模与结构分析

针对以往研究中单层结构永磁转子三自由度电机转矩特性的不足,提出一种新型永磁"蝶形"转子偏转式三自由度运动电机,采用球坐标系下分离变量法和洛伦兹力法分别对电机气隙磁场和转矩进行解析建模,确定气隙磁场空间谐波含量和结构参数对基波磁通密度和转矩幅值的影响,同时进行三维有限元仿真分析.通过研究两种计算方法下气隙磁场、自转和偏转转矩的特点及规律,并进行对比分析.结果表明:"蝶形"永磁转子结构的气隙磁通密度分布和转矩特性优于单层结构,气隙磁通密度径向分量空间分布近似平顶波,转子中间层磁极的气隙磁通密度幅值最大,解析法与有限元法的计算误差均小于6.7%.     

热管性能评价准则探讨

传统评价热管的传热性能的方法是比较热管的等效导热系数(有效寻热系数、当量导热系数、相当导热系数)的大小,其不足之处是几何因素与传热因素混在一起来评定传热性能。为此,在剖析传统评价热管的传热性能的方法的基础上,提出了用等效对流换热系数来评价热管性能,等效对流换热系数客观地描述了热管综合的传热能力,其值的大小可以作为判断热管传热性能优劣的标准。同时建立了相应的理论模型,从而使对热管性能的评价更加完善、更加合理。     

动力夯实法处理湿陷性黄土的微观机理

利用取自山西的湿陷性黄土,模拟动力夯实现场试验,设计不同夯击次数的模型试验,得到随着夯击次数的增加,土样的密度、强度参数逐渐提高,湿陷性系数逐渐降低的变化规律,但当夯击次数大于8次时,土样竖向变形、密度、内摩擦角和粘聚力均趋于稳定,且湿陷性系数小于0.015.另外,对不同夯击次数下的土样进行SEM（扫描电镜）微观试验,编制SEM图像分析程序,经定性分析得到：随着夯击次数的增加,中小孔隙含量越来越大;夯击前土样等效孔径16 μm以下的孔隙占92.6％,大于16 μm的大孔隙占7.4％,小于4 μm的小孔隙占66.9％.10次夯击后,土体中几乎不存在等效孔径大于16 μm的大孔隙,而等效孔径小于4 μm的小孔隙占81.8％.经定量分析建立了夯击次数与平面孔隙率、平均等效孔径之间的量化关系.从而建立了湿陷性系数与平面孔隙率和平均等效孔径的量化关系.     

直线感应电动机横向边缘效应分析

本文运用电磁场基本理论,在一些合理假定的基础上,建立起双边型短初级直线感应电动机的物理模型,经过较为详细的论证,得到了沿横向的准一维气隙磁场的分布规律,进而又推导出直线感应电动机横向边缘效应两组等效系数公式(电流密度系数 K_J;电阻率系数 K_p;有功功率系数 k_a,无功功率系数 K_r),为直线感应电动机的设计计算导出了较为简洁、准确的计算横向边缘效应的方法。     

新型盘式横向磁通电机三维等效磁路研究

横向磁场永磁电机具有低转速、高转矩密度特点,在介绍横向磁通永磁电机发展的基础上,针对电动车轮毂驱动设计一种新型盘式横向磁通电机,通过三维有限元和三维磁网络法分析了磁通磁阻,建立了磁路模型,研究新型盘式电机磁阻对气隙磁密的影响,并对样机气隙磁密分布进行计算,平均气隙磁密与有限元仿真分析结果基本一致。研究表明所提出拓扑结构的合理性和研究方法的正确性。     

直线电动机静态横向边端效应研究

边端效应是直线电动机理论研究中的一个重要问题。本文应用保角变换方法对直线电动机空载磁场横向边缘的分布进行研究 ,提出在直线电动机的电磁设计中引入第三气隙系数 ,从而使计算精度提高。实验与计算基本吻合     

直接驱动低速横向磁场开关磁阻电机研究

为了提高开关磁阻电机(switched reluctance motor,SRM)的转矩密度,实现低速、大转矩输出,满足伺服和电动车等直接电气驱动系统的要求,提出一种新型横向磁场开关磁阻电机(transverse flux switched reluctance motor,TFSRM)。将横向磁场电机的原理应用于开关磁阻电机,简化电机结构复杂程度,提高电机的转矩密度。详细介绍该电机工作原理及结构特点,运用三维等效磁网络法分析样机定、转子不同相对位置时的磁场分布,计算恒电流控制时电机的矩角特性。设计基于DSP(digital signal processor)的电流闭环控制系统,并对样机进行试验。试验结果与理论分析相吻合,理论分析与设计方法的可行性和有效性得到验证。     

双边空心式永磁直线伺服电机的横向边缘效应

针对双边空心式永磁直线伺服电机横向边缘效应较大,会影响气隙磁场分布、使空载反电势和推力幅值减小的问题,研究量化横向边缘效应影响的方法.定义横向漏磁系数,通过将该电机三维有限元和二维有限元气隙磁场的分析结果进行对比,推导出横向漏磁系数的计算公式.该系数主要受电机横向长度、气隙高度和永磁体厚度的影响,可对二维有限元结果进行修正.实测结果表明,修正后的二维有限元结果更加接近实测值,证明了该方法的正确性和有效性.     

多相感应电机转子磁场定向矢量控制策略

针对多相感应电机正弦供电时铁芯利用率低、输出转矩小的问题,通过分析多相电机的磁动势分布和谐波磁场对电机气隙磁密和轭部磁密的影响,提出基于谐波电流注入的转子磁场定向矢量控制方法.通过注入满足一定比例和相位关系的各次谐波电流,优化气隙磁密和轭部磁密为平顶波,并在一台九相集中整距绕组感应电机上进行实验验证.结果表明:在保持气隙磁密幅值、轭部磁密幅值和定子铜耗与基波供电分别相等的条件下,可以有效地提高电机输出转矩和电机效率;同时系统在低速下具有良好的动态响应和带载起动能力,适合应用于低速大转矩场合.     

聚磁参数对直流电磁泵磁场分布影响的数值模拟

直流电磁泵是镁合金铸造过程的重要设备,而电磁铁聚头长度和截面积是影响电磁泵效率的关键参数．作者采用ANSYS软件研究了聚磁头结构对电磁泵聚磁头间隙磁场分布的影响．模拟结果表明,由于聚磁效应,聚磁头结构能有效提高聚磁头间隙处磁感应强度,且随聚磁头长度的增加,磁感应强度分布均匀性有所提高;随着聚磁头截面特征长度的增大,聚磁头间隙处磁感应强度先增大后减小,聚磁头截面特征长度为20-30mm时聚磁效果最佳．研究结果对于深入认识直流电磁泵的磁场特性并对其优化具有理论价值和现实意义．     

不同充磁方式的对转永磁电机气隙磁场性能研究

针对磁钢不同充磁方式对电机磁场性能影响不同,在对比分析径向充磁、平行充磁和Halbach磁体磁化强度分布的基础上,提出一种计算内永磁体转子和外永磁体转子对转电机气隙磁密的解析算法,该算法计算结果与有限元分析结果接近且趋势相同,是一种在电机设计前期预报气隙磁场分布的有效方法;利用解析和有限元相结合的方法研究了充磁方式对两种转子结构对转永磁电机气隙磁场的影响,结果表明外永磁体转子对转电机选择径向充磁能获得趋近方波的气隙磁密和较高的磁密峰值,适合无刷直流电机;内永磁体转子对转电机选择平行充磁可提高气隙磁密的正弦分布和得到较高气隙峰值;Halbach磁体的电机气隙磁密正弦分布程度高,谐波含量小,与平行充磁均适用永磁同步电机。     

旋转变压器的设计特点

由于旋转变压器的输出电压与转速无关,且无电刷和滑环,故适用于可控硅调速的同步电动机的励磁系统．利用电路分析和磁路分析的方法,分析了旋转变压器的结构特点,推导出当定子铁心和转子铁心表面对轴心的夹角满足一定的条件,即可保证旋转变压器旋转时的磁阻不变;当气隙比ｋ ＝ ２ 时,三相电压对称．     

磁力轴承旋转电磁场的有限元计算及分析

建立了磁力轴承旋转电磁场的二维有限元模型并进行求解,对不同转速和线圈电流条件下的磁力线分布以及气隙磁通密度进行了分析。结果表明:在NNSS型磁极布置形式中,转子旋转时,涡流场引起磁力线变形,导致一对磁极内的磁力线非对称分布,一极增磁,一极退磁,并在磁极对之间产生较强的磁耦合;当转子旋转时,气隙磁通密度同时受到线圈电流激励的主磁场和转子转速的影响。     

基于场路耦合时步有限元法的高速无轴承永磁同步电机电磁分析

无轴承永磁同步电机气隙磁场谐波关系复杂,难以实现高速悬浮运行.在分析其悬浮控制机理基础上,研究了静态气隙磁场分布,采用傅里叶变换,比较了不同永磁体磁化方式下的气隙磁密和高次谐波,得出永磁体采用分块结构消除高次谐波的实际效果;基于参数化有限元法,计算了悬浮力随悬浮绕组电流变化关系;对于瞬态磁场,采用场路耦合时步有限元法对转速为12 000 r/min,输出功率为4.3 kW的无轴承永磁同步电机进行瞬态分析,计算了定子绕组空载反电动势波形,并验证了无轴承永磁同步电机悬浮控制机理.结合实验数据,验证了理论分析的正确性和有效性.     

Mechanism of hybrid-magnetic-circuit multi-couple motor

0　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＩｎａｐｅｒｍａｎｅｎｔ ｍａｇｎｅｔｉｎｄｕｃｔｏｒｍｏｔｏｒ ,ｔｈｅａｘｉａｌｌｙｍａｇｎｅｔｉｚｅｄｐｅｒｍａｎｅｎｔｍａｇｎｅｔｉｓｇｅｎｅｒａｌｌｙｓａｎｄｗｉｃｈｅｄｂｅ ｔｗｅｅｎｔｗｏｓｅｇｍｅｎｔｓｏｆｉｒｏｎｃｏｒｅｓ .Ｔｈｅｉｎｔｅｒｖａｌｂｅｔｗｅｅｎｌａｍｉｎａｔｉｏｎｓｍａｋｅｓｔｈｅａｉｒ ｇａｐｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄｐｒｏｄｕｃｅｄｂｙｔｈｅｐｅｒｍａｎｅｎｔｍａｇｎｅｔｖｅｒｙｕｎｅｖｅｎｉｎｔｈｅａｘｉａｌｄｉｒｅｃｔｉｏｎ .Ｗｉｔ…