Halbach阵列用于盘式无铁心永磁同步电动机的结构仿真研究

介绍了一种新型Halbach永磁体阵列的基本形式、特点及其在盘式无铁心永磁同步电动机中的应用,并利用FEM对该型电动机中的Halbach永磁体阵列的最佳结构及特点进行了仿真分析。说明样机电动势接近正弦,损耗降低,效率提高。     

盘式永磁同步电动机研究

研制开发了一种新的三相盘式永磁同步电动机，研究了如何确定永磁体尺寸，讨论了均匀分布转子笼型绕组参数在ｄ－ｑ坐标下的折算，设计了一套完整的ＣＡＤ程序，并给出了试验和计算结果。     

双定子盘式永磁同步发电机仿真及试验研究

盘式永磁同步发电机适于低速大转矩的场合,在风力发电领域具有较强的应用潜力。针对一台36槽30极的双定子盘式永磁同步发电机,采用有限元法对其空载气隙磁密、空载反电动势以及负载输出性能进行了仿真分析,对样机的气隙磁密、空载和负载的输出性能进行了试验测量。分析结果表明:最大气隙磁密的仿真值与测量值均较为接近,空载反电动势、负载输出电压的仿真波形与实测波形同样较为接近;在同一电阻负载下,发电机输出功率的计算误差为1.73%,仿真结果与试验结果具有较好的一致性。     

基于Halbach阵列的多盘式无铁心永磁同步电机设计研究

介绍一种基于Halbach阵列的多盘式无铁心永磁同步电动机。电机采用单元电机组合式的结构型式。电枢无铁心、重量轻、噪声小、效率高。介绍了电机基本设计规则,并对其关键工艺进行研究,最后给出了样机的有关参数。     

盘式永磁同步电机永磁体内涡流的有限元分析

钕铁硼是采用最多的永磁体材料,虽然性能令人满意,但电导率高,耐热性差;并且由于转子散热能力差,涡流会使永磁体发热升温,从而导致部分不可逆的退磁,因此很有必要对永磁体内的涡流进行分析。针对盘式永磁同步电机自身的特点,通过二维电磁场有限元法分别求解了空载和负载时电机内的磁场和永磁体内的涡流,其中包括有铁心电机由于齿槽的存在而引起的涡流和不同电机运行速度下的涡流。为了考虑电机的运动效应和使计算结果更加精确,采用了瞬态分析,同时在划分单元时考虑了磁场的透入深度。最后根据瞬态计算出的数据绘出了磁矢位和涡流波形。波形分析得出了影响永磁体内涡流的因素以及应采取的措施。     

永磁同步电机空间矢量控制系统的仿真

空间矢量PWM调制,它具有线性范围宽、高次谐波少、易于数字实现等优点,在新型的永磁同步电机驱动器中得到了普遍应用.分析了空间矢量永磁同步电机数学模型,建立了永磁同步电机空间矢量控制系统仿真模型,并在MATLAB6.5/SIMULINK5.0环境下对变频调速系统进行仿真实现.     

单相永磁同步电动机的建模与仿真

根据单相永磁同步电动机的数学模型，利用MATLAB提供的Simulink仿真工具构造了单相永磁同步电动机的通用仿真模型，并设计了友好的人机交互界面，通过仿真实验验证了模型的正确性。     

盘式永磁直流电动机齿槽转矩特性

分析了盘式永磁直流电动机齿槽转矩问题产生的原因,利用麦克斯韦张量法分析定位齿槽转矩。阐述了齿槽转矩产生的机理,利用Ansoft有限元仿真软件对齿槽转矩特性进行研究,找出了一个最优的削弱盘式永磁电机齿槽转矩的方法。     

永磁同步电动机PWM变频调速系统的建模与仿真

介绍了PWM控制技术的特点 ,并在MATLAB环境下 ,构造永磁同步电动机PWM控制的仿真模型。通过对永磁同步电动机的动态过程进行仿真 ,分析永磁同步电动机采用PWM控制技术的瞬态运行特征以及瞬态过程中各电磁量的变化规律。同时 ,也验证了仿真模型的正确性     

盘式永磁步进电动机的几种形式

目前,永磁步进电动机已广泛应用于计算机外设、自动化仪表、自动控制设备、机器人及办公自动化机器等领域。整机的微小型化趋向,对电机提出体积小、重量轻、负载能力强、频率响应高及制造方便、成本低廉等要求,由此出现了各种形式的盘式结构永磁步进电动机。同时,为了增大电机单位体积重量的力矩、提高精度、改善动态特性,一般都要采用高磁性能的各向异性永磁体材料。     

Analysis of permanent magnet synchronous motors

A detailed representation of buried permanent magnet synchronous motors at steady state is presented. An equivalent circuit is proposed that accounts for the saliency of the machine and for the particular influence of iron core losses on the machine operations. Both no-load and loaded conditions are analyzed and experimentally tested in order to describe the influence of the armature current on the rotor flux distribution. Experimental tests on a 2 HP buried permanent magnet machine are presented to validate the proposed approach     

非线性永磁同步电机建模方法与仿真

介绍了一种基于数学方程描述的非线性永磁同步电机建模方法,分别详述了4种方式来实现模型构架,摆脱了对Simulink库中电机模型的依赖,同时进行了仿真试验。试验表明,该方法实现了电机的各种控制特性,并能满足控制要求,为更加清晰地研究电机控制系统提供了模型基础。     

内置式永磁同步电机的效率最优直接转矩控制

为提高内置式永磁同步电机驱动系统的运行效率,提出了一种内置式永磁同步电机的效率最优直接转矩控制方法。在建立计及定子铁心损耗的内置式永磁同步电机模型的基础上,分析了电机损耗与转矩、转速和定子磁链的关系,导出了不同运行工况条件下效率最优定子磁链幅值的计算式。通过动态调节定子磁链给定值,实现了内置式永磁同步电机直接转矩控制系统的效率最优控制。实验结果表明,给出的优化控制策略在保持直接转矩控制快速动态响应特性的同时,可有效提高电机的运行效率。     

永磁同步电机低脉动直接转矩控制建模与仿真

针对永磁同步电机(PMSM)直接转矩控制(DTC)中转矩脉动过大的问题,基于电机的电磁转矩和转矩角之间的函数关系,建立了一种新的永磁同步电动机直接转矩控制数学模型.该模型通过控制转矩角实现正圆形定子磁链矢量轨迹,有效地减小转矩脉动;通过将转矩角增量直接映射为三相逆变器电子开关的导通时间,避免了磁链工作扇区判别以及电压空间矢量调制(SVM)技术中复杂的数学和逻辑计算.采用Matlab进行软件仿真表明,上述算法可以实现圆形定子磁链矢量轨迹,1N·m输出转矩时的转矩脉动不超过0.5%,在抑制转矩脉动、改善电机转子的动态性能方面具有良好的效果.     

永磁同步电动机空载铁耗研究

从产生根源出发,对永磁同步电动机空载铁耗进行细致分类。在此基础上,利用有限元法和Bertotti铁耗计算模型,以一台5 k W、3 000 r/min永磁同步电机为例,对正弦波供电永磁同步电动机的空载铁耗分布特性进行分析计算,得到基本铁耗与空载杂散损耗的比例关系以及不同因素所引起的空载杂散损耗分布规律。进而,研究了变频器供电空载电流时间谐波引起的谐波损耗,分析了不同极槽配合对变频器供电永磁同步电机的谐波损耗影响规律。最后,通过多台样机的空载铁耗试验,验证了计算的正确性。     

Recent technical trends in permanent magnet synchronous motors

This paper presents an overview of the recent technical trends in permanent magnet synchronous motors (PMSMs), especially the rare earth (RE)‐less PMSMs that have been developed in Japan. The RE‐less PMSMs, along with PMSMs with reduced RE permanent magnets (PMs), PM‐assisted synchronous reluctance motors (PMASynRM) with ferrite PMs, spoke‐type interior PMSMs (IPMSMs) with ferrite PMs, and axial‐gap PMSMs with ferrite PMs, are reviewed. © 2016 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

永磁同步电机矢量控制系统的VisSim建模与仿真

为了研究正弦波永磁同步电机(以下简写SPMSM)的调速性能,依据SPMSM的d-q-0轴数学模型,采用运动控制仿真软件VisSim/Motion建立了SPMSM的仿真模型,并在VisSim仿真环境下基于所建立的模型构建了SPMSM的转子磁场定向矢量控制系统.通过仿真表明,在双闭环(速度环采用PI控制,电流环采用滞环控制)控制下,矢量控制系统响应迅速,稳态性能好,验证了所设计的控制算法;同时,也证明了所建立的SPMSM模型的有效性,为永磁同步电机控制系统设计和调试提供了新的方法和思路.     

非理想磁链永磁同步电机转矩脉动抑制

针对非理想正弦波磁链永磁同步电机(PMSM)运行时存在的转矩脉动问题,提出一种考虑谐波磁链相角的转矩脉动抑制方法.通过推导考虑谐波磁链的转矩模型,构造出同时考虑转矩脉动和损耗最小化的目标函数,并采用遗传算法进行优化获得待注入系统的最优谐波电流指令.同时,该优化策略直接使用一个电角度周期内的转矩波形作为优化目标,将转矩以...     

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