磁悬浮开关磁阻电动机悬浮有限元分析计算研究

提出了五自由度磁悬浮开关磁阻电动机通过使用有限元软件Ansoft来计算悬浮驱动电流的方法.介绍了一种五自由度磁悬浮开关磁阻电机结构,分析了三自由度磁轴承的工作原理和二自由度磁悬浮开关磁阻电动机的悬浮原理,接着采用Ansoft软件对磁悬浮开关磁阻电机进行有限元分析计算,得出悬浮驱动电流曲线,从而实现了通过有限元分析计算代替传统的以研究控制对象数学模型为主的研究方法.该方法对磁悬浮一类电动机的悬浮控制研究有一定的意义.     

笼型异步电动机断相运行的场路耦合时步有限元计算分析

针对笼型异步电动机的断相故障,以一台三相鼠笼异步电动机为例,建立了电动机的场路耦合时步有限元计算模型.通过对电动机带额定负载起动至稳态再到A相断相运行的整个过程进行仿真计算,分析研究了断相工况,讨论了断相对电机转矩、转速、定转子电流及损耗的影响.     

基于场路耦合的开关磁阻电动机无位置传感器算法研究

研究了一种基于有限元分析的开关磁阻电机的位置估算方法。该方法首先利用有限元分析得到SRM无位置算法所需参数,建立SRM的非线性电感模型,通过滑模观测器得到SRM的转子位置和速度,最后在ANSOFT场路耦合仿真平台上对该方法进行验证,仿真结果验证了该无位置算法具有较好的精确度。     

高速永磁无刷直流电动机铁耗的分析计算及实验

给出了永磁电机铁心损耗的计算模型,该模型结合二维时步有限元法进行分析计算,考虑了实际电动机运行时铁心材料中的交变损耗和旋转损耗,并对一20 000r/min的高速永磁无刷直流电动机进行了分析计算,给出其不同位置的损耗密度.最后对计算结果和测量结果进行了分析比较,验证了此分析模型的有效性,为进一步对电动机进行优化设计、减少损耗奠定了基础.     

开关磁阻电动机流场分析及风摩损耗计算

采用CFD计算软件FLUENT,对开关磁阻电动机进行了流场的2D、3D分析.在流场分析的基础上,经过处理得到风摩损耗.计算结果发现壁面粗糙度对流场计算有重要影响.计算结果和实验数据非常接近,验证了通过流场分析计算风摩损耗的可行性,为开关磁阻电动机设计阶段风摩损耗大小的确定以及效率计算提供了参考.     

基于场路耦合时步有限元的永磁同步电动机瞬态特性研究

本文采用场路耦合时步有限元法对永磁电动机进行瞬态特性研究.采用边界周期性条件耦合电动机定、转子相对运动边界,并考虑定子绕组分布和磁极形状,结合电磁场分析方法和控制策略建立瞬态数学仿真模型,通过实验验证了仿真模型的有效性.     

基于有限元的永磁无刷直流电动机铁耗分析与计算

建立了基于Bertotti铁耗分离理论,全面考虑交变磁化条件和旋转磁化条件下的永磁无刷直流电动机的铁耗计算模型。通过结合时步有限元方法,精确计算出了一台30 kW、4极3相表贴式永磁无刷直流电动机在额定转速为8 000 r/min时的定子铁心损耗。相较于传统的铁耗计算经验公式,本模型提高了永磁无刷直流电动机铁耗计算的精度和准确度,对电机的优化设计具有指导意义,有较好的工程应用价值。     

基于场路耦合方法的特高压开关站接地系统环流计算分析

特高压系统输电容量大,电压等级高,全封闭组合电器壳体及接地网环流值较大,在正常运行下产生很大的环流损耗。结合我国某特高压开关站,建立特高压HGIS的三维立体模型,运用有限元法对HGIS壳体与接地网构成的电气回路中电磁耦合过程进行计算,得出HGIS壳体环流值及相应的温升。运用壳体环流值的计算结果与场路耦合的方法计算接地网的环流值。分析表明:在母线额定电流为6 300 A的情况下,壳体环流最大值在3 500 A左右;采用双层水平地网可以将主地网环流控制在20 A以内,次地网环流控制在700 A以内,但相应的短接线电流较大,最大温升为30℃。分析了垂直接地极降低地网环流的效果,计算结果可为特高压HGIS生产厂家提供参考。     

基于场-路耦合的驱动线圈结构分析

线圈驱动器是用电磁能推动电枢的一类发射装置.由于在驱动过程中,驱动线圈受到非常大的反作用力,可能使驱动线圈断裂或破坏,影响线圈驱动器的正常的工作.应用有限元软件ANSYS,采用场-路耦合的分析方法对驱动线圈的结构变形进行分析,提出了增大驱动线圈强度的一些措施.     

基于JMAG的开关磁阻电动机场路直接耦合分析

介绍了电磁场有限元分析软件JMAG的基本原理和功能特点。基于JMAG软件强大的耦合分析功能和二维瞬态场分析功能,对开关磁阻电机进行基于二维瞬态场的直接场路耦合时步有限元分析。该方法考虑电动机磁场饱和以及若干相同时激励时相间互感所带来的影响,提高了仿真精度。通过仿真和实验的对比,证明了该方法的正确性,为今后开关磁阻电动机的优化设计和理论研究提供一种有效的分析方法     

开关磁阻电机的损耗针算

损耗计算是研究电机效率的基础。本文讨论了开关磁阻电机铜耗、铁耗、机械损耗和杂散损耗的计算方法，给出了适于解析计算的各种损耗计算公式，为设计开关磁阻电机时估算效率提供了条件。     

开关磁阻电机铁损的双频法有限元计算研究

文中对1台三相12/8结构开关磁阻电机进行了四分之一域的二维(2D)电磁场有限元分析,得到了大小和方向都随时间变化的铁心磁密矢量的X和Y分量,从而更细致地描述了电机铁心各单元磁密随时间(转子位置角度)的变化周期和规律。在无需知道电机铁心材料的损耗系数(即涡流修正因子和局部磁滞回线因子)的情况下,以磁密的计算信息和铁心材料单位体积的铁损密度数据为基础,通过双频法分离出铁损中的涡流损耗和磁滞损耗,再用频率分解法和最大磁密法分别计算这2种损耗,并对占电机铁心铁损较大比例的涡流损耗进行了离散傅里叶分解,比较各次谐波分量对铁损的影响。由间接法计算出铁损的实验值,近似地分离了铁损和杂散损耗,实验验证了该铁损计算方法的准确性。     

开关磁阻电机磁通波形与铁耗计算

对开关磁阻电机的磁通波形进行了分析。得到了电机各部分平均磁通的数学表达式；然后对平均磁密波形进行傅里叶级数分解，把非正弦磁密波形分解和转化为一系列不同频率的正弦磁密波形。对于磁滞损耗，采用考虑了小滞环的磁滞损耗计算数学模型进行计算。对于涡流损耗，在采用传统正弦磁通波形计算公式的基础上，加上涡流损耗修正因子计算。最后对一台6／4结构的开关磁阻电机进行了铁耗计算，同时将计算结果与采用有限元法的结果进行了比较。验证了该方法的正确性。     

开关磁阻电机两种绕组连接方式的铁心损耗

采用有限元方法对比分析了一台三相12/8结构开关磁阻电机在两种绕组连接方式下的动态磁场分布.在(r, θ)坐标系中细致描述了电机定子铁心和转子铁心特征区域(定子齿、定子轭、转子齿、转子轭)的磁密周期性变化规律,并比较了两种绕组连结方案对电机特性不同磁场的谐波含量及其对铁心损耗的影响,从减少铁心损耗的角度为定子绕组的优化设计提供了理论基础.     

开关磁阻电机磁通波形与铁耗计算

对开关磁阻电机的磁通波形进行了分析,得到了电机各部分平均磁通的数学表达式;然后对平均磁密波形进行傅里叶级数分解,把非正弦磁密波形分解和转化为一系列不同频率的正弦磁密波形。对于磁滞损耗,采用考虑了小滞环的磁滞损耗计算数学模型进行计算。对于涡流损耗,在采用传统正弦磁通波形计算公式的基础上,加上涡流损耗修正因子计算。最后对一台6/4结构的开关磁阻电机进行了铁耗计算,同时将计算结果与采用有限元法的结果进行了比较,验证了该方法的正确性。     

基于RBF控制的开关磁阻电动机直接转矩控制

提出了一种将直接转矩控制技术和RBF神经网络自整定PID相结合的新方法.系统外环的输入为速度误差及输出转矩,通过神经网络控制器,输出目标转矩,送入60 kW四相8/6结构的开关磁阻电动机直接转矩调速系统内环.仿真结果表明,这种控制方法不仅解决了常规控制方法因电机数学模型难以精确确定而导致无法确定控制参数的问题,且具有上升时间短、超调小、抗干扰能力强的优点.     

基于场路耦合的轮毂式开关磁阻电机的电磁性能分析

首先采用有限元法对一台三相18/24极轮毂式开关磁阻电机(SRM)进行了静磁场分析,获得了电机的L-i-θ曲线、T-i-θ曲线、磁化特性曲线以及不同转子位置下的磁力线和磁通密度分布;接着,在现有文献的基础上充分考虑SRM的饱和非线性,采用基于Simplorer与Maxwell场路耦合的联合仿真方法对电机进行了瞬态场计算,得到了不同运行条件下的电流、电磁转矩等波形;最后,通过加工样机测量了电机在起动、稳态运行、加速、减速和变负载等状态下的实验波形,其结果与仿真波形吻合较好,验证了分析方法和结果的有效性。     

开关磁阻电动机直接转矩控制的研究

直接转矩控制(DTC)在交流电机驱动系统中是一种较完善的控制理论.事实证明它能很容易的控制电机的转矩和转速,并能减小转矩脉动.但是以前通常认为交流DTC方案不能应用于非正弦激励的SR电机.将直接转矩应用到开关磁阻电机的控制上,解决了SR电机转矩脉动问题.仿真及实验结果表明,这种控制策略不但可以有效地抑制SRM转矩脉动,同时控制简单、实时实现时只用低成本的微处理器即可.