矩形与面包形磁钢永磁同步电机噪声对比分析

为了对比分析矩形磁钢和面包形磁钢永磁同步电机运行时产生的0阶振动噪声,从理论上对电机的径向电磁力波进行推导,对力波的的磁密来源进行了分析,讨论了两种不同磁钢形状的永磁同步电机的0阶振动噪声。基于Workbench仿真平台,对这两种不同磁钢形状的36槽24极永磁同步电机进行仿真分析,得到两种电机的0阶6倍频力波的组成和0阶径向电磁力波的傅里叶分析结果;对电机定子的结构分别进行有限元建模和解析计算,得出电机结构的固有模态;通过解析计算的方法,得到电机定子表面的0阶电磁力振动位移频谱图;最后,通过计算电机的声辐射效率,对电机外部声场进行快速建模,计算出电机0阶电磁力声功率级频谱图。研究表明:面包形磁钢永磁同步电机的振动噪声要远小于矩形磁钢永磁同步电机的振动噪声。     

内置式永磁同步电机电磁噪声的削弱研究

内置式永磁同步电机具有高效率、高功率密度等优势,被广泛应用在各类驱动领域.本文以某用途48槽8极内置式永磁同步电机为研究对象,推导了径向电磁力波公式,分析了其影响电机电磁噪声的主要阶次,采用转子表面开圆弧形辅助槽的方法来削弱电磁噪声.通过有限元计算分析了优化前后电机的气隙磁场和电磁力密度变化,基于Workbench平台,仿真分析了电机的振动噪声.结果表明采用开辅助槽的转子结构减少了气隙磁场谐波,降低了全工况范围内影响电机电磁噪声的主要阶次电磁力密度,削弱了电机的振动噪声.     

内置式永磁同步电机电抗参数分析

内置式永磁同步电机电抗参数无论对电机的电动运行性能还是发电运行性能都有着重要影响。首先分析了磁钢成V型排列的内置式永磁同步电机的电抗特性,计算得到了不同转子结构的电抗参数,总结了该种结构的永磁同步电机电抗参数随磁钢结构的变化规律,然后分析了不同磁钢结构即不同凸极率下内置式永磁同步电机的外特性变化规律,并解释了发生变化的原因。     

基于有限元法的内置式永磁同步电机电磁振动多物理场耦合研究

由于永磁同步电机的定子齿与转子磁极之间存在较强的电磁力,当转子旋转时会引起定子振动向外产生辐射噪声。本文以一台4极27槽的内置式永磁同步电机(IPMSM)为例,利用有限元法对该电机的主要径向力波和气隙磁密进行了计算和分析,在此基础上,对该电机的振动和噪声进行了耦合仿真,最后针对电机的振动噪声问题,提出采用定子斜槽来削弱齿槽转矩,从而减小振动噪声,提高电机整体性能。     

内置式永磁同步电机不同转子拓扑结构的电磁性能及电磁振动噪声分析

为了研究转子拓扑结构对内置式永磁同步电机(IPMSM)电磁性能以及电磁振动噪声的影响，以8极48槽永磁同步电机为例，根据设计指标，分别建立单层和双层永磁体两种内置式转子的永磁同步电机有限元模型，两个模型在定子、绕组、永磁体用量及轴向长度上完全一致。首先，从磁路结构的角度分析交直轴电感的区别，并分别对电机的交直轴电感参数、转矩波动、空载反电势及其谐波含量和输出外特性进行有限元分析比较。其次，根据麦克斯韦张量法推导出径向电磁力密度的解析表达式，并分别将两台电机的气隙磁密和径向电磁力密度及经过傅里叶分解后的谐波含量进行分析比较。最后，建立电机的三维有限元模型，计算定子铁心和定子组件径向模态的振型及固有频率，并对两台电机的电磁振动噪声特性进行仿真分析比较。结果表明，对于内置式永磁同步电机，在永磁体用量相同的情况下，双层永磁体比单层永磁体的转子结构具有更加良好的电磁特性及电磁振动噪声表现。     

永磁同步电机电磁振动噪声优化方法研究

分析了永磁同步电机电磁振动噪声原理，计算了一台4极/6槽内置式永磁同步电机多转速下的电磁振动噪声，并通过二维傅里叶分解分析其径向电磁力谐波分量。提出一种新型定转子结构，建立以噪声和转矩脉动为目标的多目标优化数学模型，并采用响应面算法确定最优的设计参数。对优化前后电机的电磁振动噪声进行了仿真对比。结果显示，电机结构优化后，转速3 500 r/min运行时电磁振动噪声减小较为明显，从62.02 dB削弱至53.53 dB;平均转矩基本无变化，转矩脉动有所减小；多转速运行时，电机振动噪声整体性能亦得到改善，验证了该结构优化对电机电磁振动噪声有较为明显的抑制作用。     

内置式永磁同步电机不同转子拓扑结构对电机性能的影响分析

为了研究不同转子拓扑结构对8极48槽内置式永磁同步电机(IPMSM)的电磁性能和噪声性能的影响,分别建立了单层无隔磁桥、单层有隔磁桥、双层无隔磁桥以及双层有隔磁桥转子拓扑结构的内置式永磁同步电机的有限元模型。除转子拓扑结构以外,四种电机的定子拓扑结构、永磁体使用量等其它条件完全相同。首先,对电机电磁性能和噪声性能进行相关的理论分析。其次,建立四种电机的有限元模型,对四种电机的凸极率、输出转矩、转矩脉动以及空载反电势谐波畸变率等电磁性能进行比较分析,并对四种电机进行模态分析。最后,比较了四种电机的振动响应和噪声特性。结果表明,双层有隔磁桥转子结构的内置式永磁同步电机电磁性能最好,并且其噪声削弱效果也最好。     

新能源汽车驱动用永磁同步电机转子磁钢拓扑结构优化设计

针对某款新能源汽车用永磁同步电机采用“V”型转子磁钢拓扑结构存在转矩脉动大、电磁噪音振动大,制造成本高等问题,通过将原方案转子冲片磁钢“V”型结构优化设计为“U+1”型拓扑结构,基于Ansys仿真对比分析了两转子磁钢拓扑结构分别不同工况下的电机性能,仿真结果表明,“U+1”型转子磁钢拓扑结构能有效降低电机转矩脉动,优化NVH性能。     

一种混合式弧形结构永磁转子同步电机电磁转矩特性分析

针对传统永磁电机的结构和电磁特点,提出一种新型混合式弧形结构永磁转子同步电机,采用面贴式和内置式永磁体混合磁路结构,同时面贴式永磁体设计为弧形,有效改善了气隙磁密的正弦性。为验证所提出的新型结构永磁转子同步电机的电磁转矩特性,根据电机设计流程,分别建立了传统面贴式永磁转子、传统内置式永磁转子和新型结构永磁转子的电机参数模型,同时建立3种结构电机的有限元仿真模型。通过负载状态下的仿真计算,得到3种电机在额定负载和其他不同负载状态下的转矩特性,通过对比分析,验证了所提出的新型机构电机的优越性。     

在恒转矩和弱磁控制状态下的各种永磁同步电机负载铁耗

研究了四种不同转子结构的永磁同步电机,即表面安装式、表面埋入式、径向内置式和切向内置式永磁同步电机,在不同的控制模式下,电机铁心内各典型部位的磁场波形变化.利用有限元法和实测结果,分析和计算了这些电机在各种运行模式下的负载铁耗变化,即在恒转矩区域和弱磁控制区域下负载铁耗的变化,并具体比较分析了弱磁性能和磁钢保护性能优越的各类内置式永磁同步电机负载铁耗明显高于表面安装式永磁同步电机具体原因.     

Induction versus permanent magnet motors

It is clear that a premium will continue to be placed on energy efficiency in motors. The circumstances around global warming and the availability of future oil supplies only increase the focus on electric motors as key elements in the efficient utilization of energy resources. PMs offer an important tool in the quest for cost-effective ways to further increase motor efficiencies. The characteristics of PM motors are sufficiently distinct from that of induction motors that users need to understand their operation to ensure successful applications. The nonsalient PM rotor construction provides high efficiency and high-torque density, whereas the salient pole construction offers some distinct advantages, especially with regard to system issues. Full flexibility to use other than 50 or 60 Hz base frequencies to further optimize performance obviously requires application with an inverter. Once the decision is made to use an inverter, the variable-frequency degree of freedom, with regard to pole selection, works in favor of the PM motor design. The improving performance to cost relationship of PM materials is getting to the point where the increased power density of the PM motor can be large enough to offset the cost of the magnets. While the authors would not suggest that PM motors are going to replace the widespread usage of induction motors, the PM motors provide an interesting alternative, especially in the case where an inverter is to be used in the application. It is for those inverter-fed applications that the first usage is expected in the pulp and paper industry.     

Machine parameters and performance of interior permanent magnet synchronous motors with different permanent magnet volume

Permanent magnet synchronous motors are widely used for several industrial applications. Some applications such as electric vehicles and compressor drives require a constant power operation. The operating limits and the constant power speed range deeply depend on the machine parameters. The relationships between the motor parameters and the operating performance have been theoretically examined. This paper examines the performances of the prototype synchronous motors, where the stator structure and the rotor structure of all motors are the same. The permanent magnets are inserted into the rotor slits and the volume of the permanent magnet is adjusted to control the magnet‐flux linkage. The effects of adding the magnet to the rotor on the machine parameters and the operating performance are examined based on the various experimental results. The prototype motor has flexibility as to speed versus power performance by adjusting the volume of the permanent magnet. The theoretical results with respect to the operating limits and the motor parameters are also confirmed experimentally. © 2000 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 131(4): 70–77, 2000     

周期永磁聚焦系统永磁环横向场降低方法

行波管周期永磁聚焦系统永磁环的横向场主要是由磁取向偏角引起的.为了减小磁取向偏角从而降低横向磁场,结合永磁聚焦系统的磁路结构及磁场分布,从成型工艺、加工工艺等方面探索了减小磁取向偏角的方法和措施,包括优化成型模具结构从而改善模腔取向场分布和磁环加工工艺.结果表明,这些措施在减小磁取向偏角从而抑制横向场方面具有较好效果,...     

永磁体不对称放置削弱内置式永磁同步电动机齿槽转矩

针对内置切向式转子结构磁极偏移时,每极磁密的大小和分布都不相同的问题,基于解析法研究了偏移角度的确定方法.与表面式永磁电机不同,内置切向式结构在永磁体不对称时,每极极弧宽度会发生变化,影响每极磁密的大小和分布,两者都对齿槽转矩有影响,因此确定永磁体位置时须考虑两者的影响.基于内置式永磁同步电动机齿槽转矩解析表达式,分析每极磁密大小与分布对齿槽转矩的影响,研究磁极偏移角度的确定方法,并与表面式永磁电机磁极偏移角度进行了对比.采用有限元法计算不同偏移角度对齿槽转矩有影响的磁密谐波和齿槽转矩,有限元计算结果表明,由于考虑了磁极偏移对每极磁密的影响,磁极偏移能有效地削弱齿槽转矩.     

永磁体分散性对自起动永磁同步电动机的影响

由于批量生产的永磁材料在性能上存在不可避免的分散性,会造成永磁同步电动机性能的差异,采用理论分析与性能计算相结合的方法,研究了永磁材料性能的分散性对永磁同步电动机起动性能、空载性能和额定性能的影响,并以380V、22kW、6极永磁同步电动机为例进行了实验验证.结果表明:永磁体性能的分散性影响起动过程中的最小转矩,对电机的起动有较大影响;永磁体分散性对空载电流、空载功率因数、负载功率因数和过载能力影响较大,而对额定运行时的效率、电流影响不大.     

永磁薄膜的研究现状

永磁薄膜是未来微波或光隔离器和环行器,以及微马达中必不可少的材料。介绍了近二十年来单（硬磁）相永磁薄膜的研究进展,以及在某些微型器件上的应用,并对永磁薄膜的研究作了展望。     

永磁电动机的控制技术

简要介绍了永磁电动机的运行方式，总结了国内外关于永磁电动机控制技术的研究成果。按6个方面分析对比永磁电动机各项控制技术的应用范围及其优缺点，其控制技术正在从传统的有位置传感器的闭环PD控制过渡到无位置传感器的智能控制，其调速范围、转矩脉动、系统鲁棒性等性能都在不断提高。     

高性能NdFeB永磁材料

介绍了NF40H牌号NdFeB永磁材料的研制过程。通过组合调配添加成分和采取一定的防氧化措施，用粉末冶金法生产出Br=1.298T,HcB=963kA/m,HcJ=1408kA/m,(BH)max=318kJ/m^3的高性能NdFeB永磁材料；对生产过程中材料的氧化机理作了初步探讨；通过背散射成象图对NdFeB永磁材料的微观结构进行了分析；找到了一种适用的防氧化剂。     

Revolving magnet wheels with permanent magnets

A new type of actuator with both magnetic levitation and linear drive is proposed. The actuator, called magnet wheel, has a rotating magnetic field obtained by revolving permanent magnets with high coercivity mechanically. The induction repulsive-type magnetic lift force with self-stabilization can be obtained by linking the rotating flux to a conducting plate. The induced simultaneous drag torque, which causes power loss, is used to obtain thrust in two proposed ways. These are called “tilt type” and “partial overlap type,” respectively. In the tilt type, the magnet wheel is tilted against the surface of a conducting plate. In the partial overlap type, the magnet wheel operates near the edge of a conducting plate. In this paper, the fundamentals of the structure of proposed magnet wheels are described. The basic characteristics at parallel to the conductor are shown by using a numerical three-dimensional electromagnetic analysis and measured results. The generation of both lift force and thrust in tilt type and partial overlap type magnet wheel are proved by experiments, respectively.