多相感应电机任意非正弦气隙磁密的磁动势分析与应用

多相感应电机转矩密度的提高依赖于非正弦气隙磁密行波的合理构建,由于传统的电流相位、幅值控制策略无法给出期望的非正弦磁密行波,因此文章研究了控制多相感应电机定子相电流中基波和谐波幅值、相位、频率的大小来构建期望的气隙磁密波形的方法。首先基于单根载流导体产生的气隙磁动势波形,推导了任意相数、不对称、包含任意高次谐波电流波形激励的具有典型绕组结构的多相感应电机的磁动势分布表达式。根据以上磁动势分析结论,多相电机可通过变电流相序变极。针对气隙磁密行波逼近方波波形的案例,根据所提出的磁动势分析方法分析和预测了理想空载励磁电流的波形。将预测波形和方波供电下的励磁电流波形进行了比较,从FFT分析结果来看,仍需微调各次谐波电压相位,从而实现各次电流相位完全一致。     

动磁式直线振动电机数学模型

建立直线振动电机数学模型可进一步深入研究系统特性及控制策略。在介绍了动磁式直线振动电机的结构及运行原理基础上,利用2D有限元计算结果,对电枢电磁场及永磁体作用电磁场进行了合理简化,根据磁共能理论推导出电机线性数学模型,并采用有限元方法证明了永磁体空载磁场所具备的两个特点,即永磁体在左右侧气隙产生的磁密相等,不同位置下永磁体产生的气隙磁密相等。数学公式推导结果与实验和有限元分析结果相符。     

基于有限元分析的3种圆筒型永磁同步直线电机的运行仿真

介绍了3种不同结构形式的永磁同步直线电机,基于3个不同的有限元模型,对电机的气隙磁密、齿槽力和力密度进行了分析。在分析过程中为减小电机推力的波动,进行了电机参数的优化设计。最后通过2台样机的测试,进一步验证了分析方法的正确性。     

非晶合金定子电机性能分析与设计

电动汽车的研制成为汽车发展的必然趋势,电动汽车的关键技术之一是电机技术。将非晶合金材料应用在电机定子铁芯上,对其损耗和磁通密度脉动进行研究和分析,得知非晶合金定子电机损耗小于硅钢片电机,磁通密度脉动稳定性好于硅钢片。通过装在概念车测试,非晶合金电机概念车的续航里程比硅钢片电机的长,驾驶员感觉非晶合金电机的平稳性好些。     

啮合式磁阻电机非线性解析模型的建立

提出了一种新的电机结构形式——啮合式磁阻电机,介绍电机运行原理和结构.通过合理假设与简化,用磁路法建立了这种电机的气隙磁导模型,以及电机励磁磁通的非线性可解析模型.为验证模型的正确性,制造了一台样机并设计了测试方法,对样机的电感曲线L(θ,I)进行测试,用实测数值对模型进行验证.结果表明理论曲线与实验结果能较好吻合.     

一种永磁交流同步电机的设计

根据麦克斯韦电磁场基本理论建立永磁交流同步电机电磁场的数学模型,利用谐波转矩分析法进行电磁优化设计,最大程度消除电机谐波的影响,降低齿槽转矩;使用三维建模软件对电机定子、转子、绕组和永磁体进行计算域建模;利用有限元分析法对电机计算域模型进行数值模拟,在气隙磁密分析、转矩性能和转矩波动分析基础上,预测电动机空载特性和负载特性并进行优化设计,提高电机效率和功率因素等综合指标。     

高温超导同步发电机的励磁绕组优化

本文主要研究高温超导电机的磁密,分析了影响超导电机磁密因素,并获得最佳磁密。     

高温超导同步发电机的励磁绕组优化

本文主要研究高温超导电机的磁密，分析了影响超导电机磁密因素，并获得最佳磁密。     

管式直驱电织针关键技术仿真与试验

为解决传统织针装置摩擦大、损耗高的问题，以及永磁织针驱动力小、稳态性差、位移行程短的缺陷，提出一种新型管式直驱电织针方案，具有控制精准，位移行程不受限制，增加线圈组数便可成倍增加驱动力的特点，可实现织针拉力达3～5 c N与位移量20 mm的目标。基于电磁学理论，利用Ansys Maxwell软件建立了2D仿真模型，得出了该织针方案的轴向、径向气隙磁密曲线，并进一步定量分析了不同气隙下磁密曲线的变化规律。比较了仿真计算与试验结果，认为:两者曲线基本一致，织针拉力可达目标值，验证了该分析方法与结论的正确性。     

永磁轮毂电机的磁热双向耦合方法研究

为了准确模拟永磁轮毂电机的温度变化对电机运行性能的影响,课题组提出了一种有限元法与热网络法相结合的磁热双向耦合方法,使用有限元法对电磁场进行仿真,用热网络法对温度场进行仿真,并将电磁场与温度场相耦合,反复循环迭代,直至生成稳定的电磁场及温度场。应用磁热双向耦合法对轮毂电机样机进行分析,并与磁热单向耦合仿真结果进行对比。在电机额定工况下测得电机实际温升,仿真结果与实验结果相近,同时双向耦合的误差率低于单向耦合。课题组提出的方法能较为准确地仿真永磁轮毂电机的温度变化。     

无刷直流外转子电机结构参数优化

齿槽转矩脉动是影响直流外转子电机输出转矩脉动的主要原因。为抑制齿槽转矩脉动,根据电机的结构参数建立了有限元分析模型,并对齿槽转矩进行仿真;仿真结果与试验获取的齿槽转矩曲线吻合较好,证明了所建模型的正确性。然后,采用Taguchi方法,以齿槽转矩峰值和平均输出转矩作为优化目标,以槽口宽度、极弧系数、气隙长度、平行齿宽为控制因子,选取槽口宽度加工误差、气隙长度加工误差、平行齿宽加工误差和永磁体剩磁变化作为噪声因子,对电机进行了优化设计,并利用所建立的有限元分析模型进行性能仿真验证。结果表明:用Taguchi方法优化电机设计参数,能够在电机平均输出转矩略有增加的同时,显著降低齿槽转矩。     

大功率高频电抗器的设计要点

通过研究电抗器的分类,分析温升的来源,把握好磁通密度B与线圈圈数N的关系,电抗器的气隙与温升的关系,设计并控制好高频大功率电抗器的温升。     

一种优化定子齿抑制PMSM转矩脉动方法

针对永磁同步伺服电机转矩脉动直接影响轻工设备伺服系统的控制精度的问题,课题组提出了一种优化电机定子齿冠的方法来抑制电机转矩脉动。基于不等气隙长度的思想,该方法的宗旨是保持定子齿冠中间部分对应的气隙长度不变,而齿冠对称轴两边的气隙变长,通过合理选择电机定子齿冠的形状能够抑制电机转矩脉动。使用有限元软件搭建12槽8极永磁同步伺服电机样机进行仿真计算,通过对定子齿进行优化,电机电磁转矩脉动和齿槽转矩得到了抑制。研究表明采用课题组提出的方法能够优化电机转矩脉动,对设计高性能电机具有参考意义。     

结构参数对直线电机性能的影响

文章主要以扁平型短次级长初级直线感应电机为分析对象。文章采用有限元分析软件Ansoft对铜钢复合次级直线电机进行仿真研究,分别分析了气隙大小、次级铁轭厚度、铜层厚度对电机性能的影响。对直线电机的设计开发有一定的帮助。     

三相12/8极开关磁阻电机驱动系统建模与仿真

开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor,简称SRM)的特殊非线性结构使其设计和分析十分困难,因此准确的建模和仿真对开关磁阻电机的研究很有必要。文章利用MATLAB/Simulink仿真软件,采用模块化的思想对一台三相12/8极开关磁阻电机驱动系统(简称SRD)进行了整体建模。仿真得到的波形验证了搭建的仿真模型的正确性,该模型为进行开关磁阻电机的优化控制研究创造了条件。     

基于有限元仿真的圆纬机选线电磁阀结构优化

根据电磁场理论基础,建立电磁阀二维轴对称有限元模型。利用仿真软件中参数化设计,对电磁阀安匝数、气隙、铁芯直径、导磁架长度、导磁架厚度等相关参数进行仿真试验。得到在行程中各参数与动铁芯所受电磁力关系,结果表明：在所选各参数中,安匝数、铁芯直径、导磁架厚度对电磁力影响较大。依据仿真结果,结合电磁阀结构及不同参数对电磁阀响应时间影响,选择静铁芯直径为4.4 mm,动铁芯直径为4.2 mm,导磁架长度为12.3 mm,导磁架厚度1.6 mm进行瞬态分析,结果表明电磁阀响应时间明显缩短。     

基于MAXWELL的RNXPRT冰箱压缩机电机定子冲片的优化设计

论述采用MAXWELL的RNXPRT电机设计软件对冰箱压缩机电机定子冲片设计及有限元分析,设计定子不同槽型及冲片形状,并采用正旋绕组,抑制谐波磁势,得出电机的各项性能曲线数据。分析数据表明,电机定子齿、轭磁通密度分布合理,电机各项性能指标符合设计要求。并制作样机测试对比,测试数据与设计结果基本符合,表明采用合理的定子槽型、冲片形状及正旋绕组方案,可以提高电机的效率。     

磁流变液屈服应力测试装置磁路仿真研究

为了满足磁流变液屈服应力测试所需的磁场要求,针对不同的磁源,提出了永磁式、电流励磁式和复合式3种磁路方案。确定了磁路各部分的材料和尺寸参数,并利用有限元软件建模进行仿真计算,分析3种磁路模型的磁感线分布和磁通密度。研究结果表明:复合式磁路更加高效节能,为最优的磁路设计方案。所设计的装置能够满足测试的磁场要求,为后续实验平台的搭建及实验的展开奠定了基础。     

基于有限元的U型单相永磁电动机起动分析

U型单相永磁同步电动机是一种特殊结构的单相自起动永磁同步电动机。其永磁体转子与U型定子铁芯之间气隙设计成不均匀结构,使电动机通电后能够自行起动。应用ANSYS有限元分析软件建立了电动机的二维仿真模型,分析不同气隙结构的空载磁场分布、定位转矩波形,验证了不均匀气隙结构U型单相永磁同步电动机是具有自起动能力的。根据永磁体N、S极的磁性特点,使用ANSYS软件确定电动机转子的初始位置,沿着位置方向在定子铁芯上开槽并放置永磁体对转子进行定位,并设计了一种简单的电源电路来控制电动机的旋转方向,对该电动机的研究具有一定的指导作用。     

电脑横机织针的磁驱动设计与建模

减少电脑横机在编织过程中的发热、振动和断针,提出一种利用电磁铁阵列驱动永磁体织针的非接触式的织针驱动方法,同时设计了织针与驱动分离的新型磁驱动横机结构。通过将电磁铁阵列中的铁芯、永磁、气隙等元素等效为磁阻和磁势,建立了电磁阵列驱动永磁织针的等效磁路模型,分析了电磁铁阵列在水平往复移动时的等效磁路模型的磁通量,推导出永磁织针在电磁铁阵列不同位移条件下的磁力模型,计算织针在不同条件下的受力数值,并利用Maxwell电磁仿真软件对磁驱动模型进行了仿真。结果表明:将等磁路模型和仿真模型的数据进行了比对和分析,验证了电磁铁阵列式的织针磁驱动等效磁路模型的正确性。