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.     

一种外转子永磁无刷直流电机电枢反应分析

对电动汽车轮毂直接驱动用外转子永磁无刷直流电动机的电枢反应作了详细分析。通过对电枢槽电流分布的傅立叶分析和静态磁场分析．证明了电枢反应对气隙磁密和电磁转矩的影响可忽略不计。故为电机电磁设计时，把空载工作点的磁通近似看作负载工作点的磁通的结论提供了数值依据。     

异步起动永磁同步电动机起动过程中永磁体平均工作点的解析计算

针对采用时步有限元法研究异步起动永磁同步电动机起动过程中永磁体工作点的变化时存在计算时间长、不适合电机设计阶段的快速计算的问题,通过将异步起动永磁同步电动机的动态数学模型和磁路计算模型结合,建立了异步起动永磁同步电动机起动过程中永磁体平均工作点的解析计算模型。利用该解析计算模型计算了3台样机起动过程中永磁体平均工作点的变化,分别得到了电机起动过程中最大退磁磁场出现时的永磁体平均工作点和电机稳定运行时的永磁体平均工作点。通过与有限元法的计算结果作比较,验证了该解析计算模型的准确性,可为该类电机的快速设计提供参考。     

复合转子异步起动永磁同步电动机起动过程中永磁体退磁的研究

复合转子异步起动永磁同步电动机是一种新型的永磁同步电机,它利用实心转子的涡流和铜导条实现自起动能力。为研究其起动过程中永磁体的退磁情况,建立了计及涡流、饱和等因素的有限元模型,分析该种电机起动过程中电机结构参数、起动条件对永磁体最小工作点及平均工作点的影响,并对起动过程中的永磁体退磁规律进行分析。研究发现永磁体的最小工作点与合成磁动势位置有关,当永磁体磁场与定转子合成磁场的夹角为110°、240°左右时,永磁体局部退磁风险大;最大去磁工作点出现在低转速,而不像普通异步起动永磁同步电动机那样出现在接近同步速。合成磁动势直轴分量能够反映永磁体去磁磁场的强弱,负载越重,永磁体的最大去磁平均工作点越低,对应的转速越接近同步速,出现最严重去磁的概率越大。     

异步起动永磁同步电动机起动过程中永磁体退磁研究

异步起动永磁同步电动机起动过程中,定转子电流产生的强退磁磁场可能导致永磁体发生不可逆退磁。该文采用二维有限元法,深入研究了W形转子结构异步起动永磁同步电动机起动过程中永磁体的退磁特点,分析了定转子基波磁动势对永磁体工作点的影响,以及永磁体最大退磁点出现的规律。结果表明:电机以不同负载条件及转子初始位置起动时,每个起动过程中永磁体退磁最明显的时刻可能出现在任意转速;随着负载转矩和转动惯量的增大,永磁体退磁最明显时刻的电机转速接近同步速的概率增大,永磁体遇到最严重退磁磁场的概率也将增大。电机正常起动过程中,很可能在永磁体边角位置发生不可逆退磁,位置比较固定且区域面积很小,不会对电机性能产生显著的影响。     

转子结构对异步起动铁氧体电机退磁影响研究

异步起动铁氧体永磁辅助磁阻同步电动机在起动过程中定子电流大,铁氧体面临较大的退磁风险,严重影响了电机的正常运行。采用有限元瞬态场的分析方法分析了电枢磁场对永磁体退磁的影响,研究了不同导条及磁钢布置对电机不可逆退磁的作用规律。仿真结果显示,采用交轴转子导条及直轴永磁体的转子结构可大幅降低永磁体不可逆退磁风险;异步起动铁氧体电机和异步起动钕铁硼电机的对比分析表明,该电机结构具有较好的工程价值和应用前景。     

盘式电枢永磁直流电动机气隙磁场分析和电势计算

本文论述了求解盘式电枢永磁直流电动机气隙磁场分布的数值方法和求取每极气隙磁通和每极漏磁通的近似处理方法。分析表明,盘式电枢永磁直流电动机气隙磁场分布Bi,j与γ和θ都有关,因此其导体电势计算方法与普通电机的计算方法有所不同,并介绍了计算其导体电势的新方法。     

自起动永磁同步电动机非正常运行工况下退磁磁场分析

为了研究自起动永磁同步电机非正常运行工况下的退磁磁场对永磁体的影响,建立了计及不可逆退磁的自起动永磁同步电动机时步有限元模型,计算分析了包括失步、三相短路和重合闸3种非正常运行工况,得到3种工况下永磁体各单元不可逆退磁情况。结果表明过大负载导致永磁电机失步振荡,相对转子旋转的定子磁场造成永磁体单元的计算矫顽力下降,产生不可逆退磁;三相短路导致永磁电机停转,停转过程中短路去磁电流产生的退磁磁场使得永磁体磁密降低,且负载系数越小,永磁体受退磁磁场作用时间越长,越容易发生不可逆退磁;重合闸存在过渡过程,且过渡过程持续时间和暂态冲击电流大小受重合闸时刻开关两端电压差的幅值影响,电压差越大,则冲击电流越大,且过渡过程持续时间越长,永磁体经历退磁磁场时间越长,不可逆退磁越严重。     

无刷直流电动机电枢反应对转矩脉动的影响与分析

采用简化等效磁路图,分析了无刷直流电动机电枢反应作用在永磁体两端面的磁动势影响,进而分析了"三相星接六状态"运行的无刷直流电动机电枢反应磁动势对转子永磁体产生增磁和去磁作用的特征和过程。在此基础上,考虑电动机在负载情况下,通过永磁体工作曲线图,求出工作气隙内由电枢反应作用的磁通变化数值。以一台8槽、18极无刷直流电动机为例,采用上述方法,分析并计算了电枢反应引起的转矩脉动百分比,为无刷直流电动机结构设计和抑制转矩脉动提供了可靠的理论依据。     

并励直流电动机起动过程分析

简述了直流电动机的起动过程及要求,并介绍了并励直流电动机的简化模型及特点.给出了并励直流电动机起动线路常见的两种接法,并对电路中的参数电枢电流和励磁磁通进行了详细的数学推导.结果表明,前一种起动线路中电枢电流和励磁磁通比后一种起动线路中电枢电流和励磁磁通都要大,从而有较大的电磁转矩,有利于并励直流电动机的起动.     

永磁起动机的电磁场分析

准确计算是提高永磁起动机国产化水平的前提，其难点在于气隙磁通的计算。由于永磁起动机的电枢反应较普通永磁直流电动机大得多，换向过程对气隙磁通的影响非常显著。为提高气隙磁场分析计算的准确性，本文考虑了定转子相对运动对电枢电流乃至磁场分布的影响，开发了永磁起动机电磁场分析软件，并对气隙磁通波动进行了分析。     

永磁起动机的电磁场分析

准确计算是提高永磁起动机国产化水平的前提，其难点在于气隙磁通的计算。由于永磁起动机的电枢反应较普通永磁直流电动机大得多，换向过程对气隙磁通的影响非常显著。为提高气隙磁场分析计算的准确性，本文考虑了定转子相对运动对电枢电流乃至磁场分布的影响，开发了永磁起动机电磁场分析软件，并对气隙磁通波动进行了分析。     

多极永磁无刷直流电动机瓦形磁钢气隙磁通密度的解析计算

利用永磁体的等效面电流法,求得多极平行充磁内外圆弧不同圆心不同半径瓦形永磁体在电机定子内表面产生的径向磁通密度的解析计算公式。通过对一台多相无刷直流电动机的解析计算结果与反电动势的实测值比较,验证了电磁场解析计算公式的有效性和正确性。推导给出的内外圆弧不同半径、不同圆心平行充磁瓦形磁钢产生气隙磁场的解析计算公式,解决了平行充磁瓦形磁钢难以获取平顶反电势波形的问题,提高了解析法计算永磁电机气隙磁场和参数的精度,为多极式无刷直流电动机优化设计及性能分析奠定了理论基础。     

基于退磁限制的无轴承永磁同步电机性能参数分析

无轴承永磁同步电机磁场中不仅存在转矩绕组电流产生的磁通,而且存在径向悬浮力绕组电流产生的磁通,这两种磁场会导致永磁体退磁。设计永磁体参数需考虑产生最为有效径向悬浮力、电磁转矩和避免永磁体退磁三者之间的关系。论文分析了转矩绕组电流产生的磁通和径向力绕组电流产生的磁通共同作用下,转子表面永磁体容易引起退磁的关键区域;在电机气隙不变情况下,分析得出了保证产生最为有效的径向力时最佳永磁体厚度;基于永磁体退磁限制,采用有限元分析计算,针对论文中设计的永磁体厚度及气隙长度,得出了无轴承永磁同步电机最大转矩电流、径向悬浮力电流和产生的最大径向悬浮力。     

异步起动永磁电机最大去磁工作点计算新方法及抗退磁新结构

异步起动永磁同步电机(LSPMSM)最大去磁工作点发生在起动过程中,采用传统磁路分析法未考虑电机内瞬态磁场分布情况。提出最大去磁工作点计算新方法,可准确计及饱和、集肤效应等多种非线性因素。该方法一方面基于场-路-运动耦合时步有限元模型仿真实际起动状况,确定起动过程中最容易发生去磁的永磁体局部单元位置,并将该单元作为考核单元,揭示瞬态退磁磁场与转速之间的关系;另一方面通过给定转子转速的时步有限元模型计算堵转到同步速一系列转速下稳态运行时的退磁磁场,最终得到同步速退磁磁场作用下永磁体考核单元位置的工作点,即为LSPMSM设计校核用的最大去磁工作点。在此基础上,针对一台22 k W样机进行抗退磁能力分析,并提出一种有效提高电机抗退磁能力的复合材料转子新结构。最后通过设计磁场实时测量系统得到某台实验电机起动过程中永磁体工作点,验证了所提方法的有效性。     

异步起动永磁同步电机非正常工况退磁分析

为了研究异步起动永磁同步电机非正常工况运行时的退磁磁场对永磁体的影响,通过建立有限元模型,计算分析了包括三相突然短路、缺相运行、过载运行、降电压运行、失步运行和堵转运行6种常见非正常工况运行时定子电流、转速和永磁体工作点磁密的变化。结果表明,起动过程电流均大于非正常工况运行时的冲击电流,直接影响了作用在永磁体上的去磁磁动势,定、转子合成磁动势作用在永磁体上,将使得永磁体工作点磁密最小,退磁风险最大。当电机在同步状态运行时,永磁体工作点磁密为恒定的值;当电机在失步状态运行时,转子导条产生感应电流,定子电流和转子导条电流产生的合成磁场使永磁体工作点磁密做周期性波动。     

无铁心盘式永磁无刷直流电机的三维电磁场分析

盘式永磁无刷直流电机具有较高的转矩—惯量比和功率密度。介绍一种24对极无铁心盘式无刷直流电机,对其运行原理和电磁设计进行分析。考虑到盘式永磁无刷直流电机磁场分布的特点,利用Ansoft Maxwell 3D软件分析了一对极下气隙中的磁通密度的分布,计算定转子的受力情况,其结果为进一步优化设计方案提供理论参考。     

根据逆变器容量应用电流矢量控制法扩大永磁电动机运行范围

一、概述永磁电动机应用于各种工业场合,正在不断引起重视。在牵引和主轴驱动应用中,要求恒功率和宽调速运行。直流电动机驱动系统通过降低磁场电流增大转速,可获得恒功率运行和宽调速范围。对永磁电动机,磁通量不能直接控制,但气隙磁通可通过直轴电枢电流得以减弱。这种控制法称为“弱磁通法”。在这种运行状态中,必须防止磁钢因直轴电枢反应而引起的退磁,这是因为假如这种退磁很大,磁钢转矩将不可逆地减少。本文讨论当逆变器容量一定时扩大永磁电动机运行范围的电枢电流控制法。从电压和电流极限内得到最大输出转矩的意义上看,这种方法是最佳控制方法。通过计算机模似,分析电动机各参数的影响,运行的研究考虑了磁钢的退磁。     

无刷直流电动机的电枢反应

本文在无刷直流电动机的一般理论的基础上,着重分析它的特殊问题——电枢反应。提出了单元永磁体的概念,进而修正了传统的磁铁工作图,并用图解和实验分析研究电枢反应对磁铁工作图和气隙磁场的影响。最后,探讨了采用高本征矫顽力永磁材料的无刷直流电动机的电枢反应,以及对电动机运行特性的影响。     

横向磁通永磁直线电机损耗的研究

针对三维磁场下的横向磁通永磁直线电机定子铁心损耗和永磁体涡流损耗展开研究,百无给出了电机空载时的三维磁场分布图及各点的磁密波形变化规律,分析在匀速运动下速度大小、负载电流大小以及电流超前与滞后控制方式对电机定子铁心损耗的影响;其次给出了横向磁通永磁直线电机三维涡流场的数学模型,通过有限元数值计算分析空载、负载两种情况下涡流损耗随速度的变化规律;最后搭建了电机铁心损耗实验平台,通过样机空载实验与数值计算结果对比,验证铁心损耗数值计算的合理性.