基于RMxprt换向偏转角调整PMDC性能影响研究

换向偏转角调整是提升PMDC性能可行方式,但对其研究比较单一,本文结合RMxprt仿真PMDC便捷特点,开展换向偏转角调整对PMDC性能影响仿真研究。首先通过研究对象实例参数在RMxprt中建立PMDC模型,再基于该模型修改换向偏转角参数获得不同偏转角度下的额定转速、能量转化效率、工作电流、齿槽转矩,归纳换向偏转角对PMDC性能影响规律,并通过测试实验验证换向偏转角对转速、工作电流的影响。仿真及测试实验结果表明:换向偏转角可调整PMDC转速及工作电流,改进PMDC能量转化效率以及降低PMDC齿槽转矩,换向偏转角调整方法较于其他优化方法具有应用灵活、性价比高的推广优势。     

小型电动舵机用永磁无刷直流电机设计

永磁无刷直流电机结构简单,用电子换向代替机械换向,具有效率高、可靠性高、寿命长等特点.文章对某小型电动舵机用永磁无刷直流电机进行了有限元电磁仿真设计,分析了电机定子斜槽、霍尔元件安装位置对电机动态性能的影响,对工程应用具有一定的参考价值.     

一种有限转角力矩电机的设计方法

研究用于扫描驱动系统的一种永磁有限转角力矩电机的设计方法。以经典磁路计算方法,推导出反电势、电磁转矩、电枢电感等电机参数的计算公式。研究结果表明在电机工作角度范围内反电势为平顶波,并与电机转速成正比,以及平均力矩与电流成正比,并得出电机物理尺寸、材料性质与以上各参数的相关性。用Maxwell2D软件进行有限元建模仿真分析,验证设计计算公式的正确性。该有限转角力矩电机功率密度较高,体积小,可靠性高;并且工作特性接近直流电机,控制方式简单。     

永磁无刷直流电动机换向过程分析

永磁无刷直流电机无论是带位置传感器和无位置传感器控制,都涉及到换向的电磁过程.以BLDC工作在三相星型六状态模式为基础,详细讨论了驱动系统的三种换向情况,即换向正常、换向超前和换向滞后,并分别给出了几种换向情况下包含转子位置检测误差的相电流的解析表达式.以大功率永磁无刷直流电机为实例进行了仿真与样机试验验证,得到了三种换向情况下电动机相电流的仿真和试验结果.结果表明换向理论分析是正确的.     

高速无轴承永磁电机设计与分析

高速电机具有高功率密度、能够减小设备体积与重量,可以直接驱动负载、提高传动效率,在航空航天、新能源、精密制造等领域具有广阔的应用前景。将无轴承永磁电机应用于高速驱动系统,在推导无轴承永磁电机数学模型基础上,提出了高速无轴承永磁电机设计方法。通过对一台额定功率2 300 W、额定转速8 000 r/min、调速范围0~60 000 r/min的高速无轴承永磁电机进行电磁和机械一体化设计,并采用有限元法对样机的电磁性能和动力学性能进行优化。仿真试验结果验证了所采用的设计方法的正确性。     

计及间隔的组合磁极无刷直流电机优化设计

本文提出一种永磁磁极间隔和组合磁极相结合的新型永磁无刷直流电机转子磁极结构,利用多块不等磁能积的永磁体替代每极的单块永磁体,在降低稀土永磁材料用量的同时,改善相绕组反电动势波形。本文针对四极无刷直流电机,依据主副磁极的位置形状和剩磁强度比例,以空载反电动势正弦化程度为优化目标,采用田口法对选定的优化参数进行正交试验。评估各个参数对优化目标的权重比例,从而选定优化设计方案,通过有限元仿真结果验证了该优化方法可有效提高电机性能。     

基于电动汽车驱动的双定子永磁无刷直流电机绕组换接运行分析

基于电动汽车驱动系统的要求,本文分析了双定子永磁无刷直流电机的结构特点,提出采用绕组换接的方法可使该电机具有宽广的运行范围,且在整个运行范围内具有较高的综合运行效率。首先给出了双定子永磁无刷直流电机适合于电动汽车驱动的结构原理,然后专门设计了一台电动汽车驱动用双定子永磁无刷直流电机,通过绕组换接拓展了其转速范围,经过有限元仿真和样机实验确定了电机在不同运行状态下绕组连接方式的的选择原则,最后给出了双定子永磁无刷直流电机绕组换接的方法和换接电路,分析了其换接过程,并通过有限元仿真验证了这一方法的可行性。     

环形绕组无刷直流电机的混合换向方法

环形绕组无刷直流电机（CWBLDCM）是一种新型的多相非正弦永磁电机,其转矩性能与绕组电流换向过程密切相关。该文提出了一种利用绕组自身反电动势和母线电压来改善电机转矩性能的混合换向方法,该方法有两个换向控制参数（β,γ）,随着控制参数的变化,换向过程可能呈现出四种典型的换向状态。首先对各换向状态进行了分析、仿真和实验验证;然后比较了不同换向状态下的转矩性能;最后根据比较结果,提出了一种针对CWBLDC电机转矩性能的优化控制策略。     

计及中点电压的无刷直流电机动态观测器设计及仿真

传统的永磁无刷直流电机模型均忽略了电机中性点的电压,这在分析电机各项性能时带来误差.本文推导了计及中点电压时的永磁无刷直流电机的数学模型,并在此基础上设计了永磁无刷直流电机的全状态动态观测器.仿真试验表明,考虑中点电压有效地提高了观测器的精度.     

计及中点电压的无刷直流电机动态观测器设计及仿真

传统的永磁无刷直流电机模型均忽略了电机中性点的电压,这在分析电机各项性能时带来误差.本文推导了计及中点电压时的永磁无刷直流电机的数学模型,并在此基础上设计了永磁无刷直流电机的动态观测器,仿真试验表明,考虑中点电压有效地提高了观测器的精度.     

基于RMxprt磁路法的双定子永磁无刷直流电机设计方法

双定子永磁无刷直流电机(DS-PMBL)因其高机械集成度、高转矩密度而具有较高的应用价值。但其特殊的结构,难以用现有的设计程序进行电磁设计。将基于Ansys软件中的RMxprt模块并结合传统磁路计算法,借助定子裂比优化法探讨将DS-PMBL拆分成两个单定子永磁无刷直流电机(内电机和外电机),分别展开设计,最终将两个设计方案合理拼接成DS-PMBL模型,并通过相关仿真试验验证模型的性能。     

高压断路器永磁无刷直流电机操动机构的设计及动态仿真

为了提高高压断路器的动作可靠性,设计了一种新型操动机构——有限转角永磁无刷直流电机操动机构。针对40.5kV真空断路器机械特性的要求,对驱动电机结构和主要参数(电负荷、磁负荷、极数及极弧系数等)进行了设计。并采用有限元法对电机的动态特性进行仿真,结果表明,电机设计合理、满足较高的分、合闸速度的要求。     

一种新型低转矩脉动无刷直流电机的设计及其控制方式

提出了一种新型永磁无刷直流电机的设计及其控制方法。通过六相26极结构的解耦方式建立低转矩脉动永磁无刷直流电机数学模型,使每相可以进行并行的、相对独立的反馈控制。在MATLAB/Simu-link环境下对电机模型及其控制系统进行仿真研究,得到了电机正常工作时的转速及转矩响应波形。实验结果显示电机转速平稳,转矩脉动明显降低,从而验证了该种电机设计与控制方式的合理性和有效性。     

永磁直流电机的混沌反控制

以永磁直流电机为例,在开环控制电压的基础上,分别叠加电机转速和电枢电流的延迟反馈电压构成电机输入电压,成功地使电机转速出现混沌运动,并且使得电机转速以及在这个转速附近产生的混沌振荡的幅值范围可控。对实施混沌反控制的电机系统,进行理论分析和推导,给出了开环控制和延迟反馈电压设计的解析表达式。进行了系统仿真,并进一步验证理论推导的结果。画出周期和混沌电机转速的波形和相空间重构相轨迹。而且还计算了李雅普诺夫指数,验证电机存在混沌运动。     

高压断路器新型电机操动机构的动态特性分析

研究了两种高压断路器新型电机操动机构,设计分析了两种电机操动机构及其运动特性.根据40.5 kV户内真空断路器的操作特性要求,研究了永磁直线直流电机和有限转角永磁无刷直流电机操动机构.对两种电机的结构和特性参数进行的初步的设计,同时利用有限元方法对两种电机的基本特性和起动过程进行了动态特性仿真,得到了电机运行时的电磁推力、电流、速度等曲线.通过有限元的仿真结果的分析,一方面调整了电机设计参数,最终得到符合操作特性要求的电机操动机构;另一方面表明两种电机操动机构在起动性能、运行方式及机构的复杂性、控制方面等方面特点,为高压断路器采用电机操动机构提供了可靠的依据.     

环形绕组无刷直流电机负载换向的解析模型

环形绕组无刷直流(CWBLDC)电机是一种具有梯形波反电动势的多相永磁电机,相应的换向驱动电路可实现相电流的换向。由于该电机采用梯形波反电动势,铁心材料的利用更加充分,能获得高于永磁同步电机(PMSM)的转矩密度;另一方面,采用极、槽数优化设计的分数槽绕组,能够有效抑制电机的转矩脉动,使其接近永磁同步电机的水平。良好的换向性能是该电机得以应用的前提,本文提出一种负载换向方法,其利用负载本身的电压即电机反电动势来改变相电流的方向,能够实现功率开关的零电流关断。以一台2极12槽环形绕组无刷直流电机为对象,详细分析了负载换向的过程,建立了换向过程的解析模型,讨论了换向提前角的确定方法。采用场路耦合仿真分析了该电机的换向过程,验证了解析模型的准确性,最后由原理样机试验验证了负载换向原理的可行性。     

基于试验设计方法的无刷直流电机结构优化设计

齿槽转矩是永磁电机的固有现象,造成电机转矩脉动,影响电机的在速度控制系统中的低速性能和位置控制系统中的高精度定位。本文利用响应面法对无刷直流电机的结构进行优化,抑制其齿槽转矩,从而提高控制系统性能。以一台4极6槽无刷直流电机作为研究对象,采用试验设计方法筛选电机各结构参数,得到电机齿槽转矩与主要结构参数之间的数学模型,计算出可使齿槽转矩最小的结构参数最优组合,并通过有限元方法验证计算结果的正确性。实验结果表明,优化后的无刷直流电机的齿槽转矩有效减少了90%,试验设计方法是可以迅速求得全局最优解的有效的电机优化方法。     

永磁同步电机无速度传感器调速系统设计

介绍了一种永磁同步电机无速度传感器调速系统的方案及硬件组成。系统采用α-β坐标系，对非线性电机方程进行线性化，用扩展Kalman滤波原理，对永磁电机的转角θ和转速ω进行实时在线最优估计，不断修正估计转速面，使其始终与实际转速保持一致，并对电机d—q轴电流进行实时控制。仿真与实验结果证明，该方法在电机模型不准确和参数时变情况下，实现电机平稳调速。     

牵引用低压大电流永磁直流电机结构设计

牵引用低压大电流永磁直流电机在工作时需要频繁换向,以往是通过外置方向控制器来实现电机的换向,但是由于连接的导线和接触电阻,增加了损耗,降低了电机效率.将方向控制器和电机本体有机结合在一起,提高了电机效率.通过对物理样机的试验,验证了方案的可行性.     

分瓣电刷在试验机组直流电机中的应用

直流电机的容量越大,相对的电枢电流也就越大。设计上,大电流直流电机的绕组形式通常采用双蛙绕组,这种绕组结构形式相对复杂,影响换向的因素较多。以一台试验机组直流电机使用不同电阻率的电刷进行无火花换区测试,试验结果对比分析表明:使用高电阻率的分瓣电刷可以增大电刷横向电阻,从而减小流过换向元件的短路环流,消除刷下火花,改善电机换向。同时,电刷采用切向错位排列有助于降低换向元件的电抗电势,从而更好地改善电机的换向性能。