内置式永磁同步电机齿槽转矩优化设计

为降低内置式永磁同步电机齿槽转矩,提出一种新的转子开槽设计方法。首先给出了齿槽转矩解析式,从解析式上分析了转子开槽降低齿槽转矩的有效性。然后,以12槽10极内置式永磁同步电机为例,结合有限元软件对转子开槽半径与角度进行了扫描仿真,给出了最优齿槽转矩下对应的开槽半径和角度。最后,分析了转子开槽对电机运行性能的影响。结果表明,合理的对转子开槽设计可大幅降低电机齿槽转矩,同时保证其它性能参数在较优范围内。     

基于耦合电抗的内置式永磁同步电机凸极率及失步转矩算法研究

凸极率和失步转矩是内置式永磁同步电动机的重要参数,凸极率的大小影响电机的牵入同步能力、转矩密度等多项性能指标,失步转矩大小直接反映电机过载能力的高低。提出采用直交轴磁路耦合电抗的电机凸极率和失步转矩算法,研究相应的测试理论,应用有限元法分析直交轴磁路耦合电抗,由等效的电压电流相量状态下的数据处理,构建了稳态状况下相关参数的测试平台,进而分析采用直交轴磁路耦合电抗的电机凸极率和失步转矩的测试方法,最后通过试验对算法进行验证。     

电枢槽口宽度对内置式永磁同步电机齿槽转矩的影响

为了兼顾准确性与计算时间,采用解析法和有限元法结合研究槽口宽度对内置式永磁电机齿槽转矩的影响.解析法确定了对齿槽转矩有影响的气隙磁导平方的傅里叶分解次数,采用有限元法计算槽口宽度变化对该傅里叶分解次数的影响.计算表明,该傅里叶分解次数与齿槽转矩的幅值随槽口宽度有相同的变化规律,能够减小该气隙磁导平方的傅里叶分解次数的槽...     

减小转矩波动的内置式永磁同步电机空气隔磁槽优化设计

内置式永磁同步电机转矩波动的存在影响电机系统的控制精度,因此如何减小电机转矩波动一直是研究热点。针对具有隔磁桥结构的内置式永磁同步电机,本文提出了一种减小内置式永磁电机转矩波动的空气隔磁槽优化设计方法,即以降低电机转矩波动为优化目标,以空气隔磁槽结构几何参数为优化变量,基于Taguchi法实现了内置式永磁同步电机低转矩波动设计。在此基础上,对优化前后电机空载和额定负载工况进行了有限元仿真对比分析。结果表明,所提出方法可以在保持额定输出转矩不变的前提下有效降低电机空载齿槽转矩和负载转矩波动,提高电机的性能。     

磁路饱和对永磁同步电机转矩波动的影响

磁路饱和是引起永磁同步电机转矩波动的重要因素之一,因此研究饱和对转矩波动的影响机理具有重要的意义。传统分析转矩波动的模型是利用简化的磁路法导出的,并不能准确反映饱和的影响。基于虚位移法,文中推导了更加通用的精确转矩数学模型。进一步,结合冻结磁导率技术,详细地分析了饱和对各转矩分量的具体影响。结果表明,饱和不仅会使反电动势波形发生畸变,还会增大磁能变化率,提高附加转矩波动。传统的分析模型只能大致反映转矩波动的变化趋势,因此只能用于定性分析而无法用来精确计算。     

转子分段斜极对内置式永磁同步电机性能的影响

转子分段斜极在削弱齿谐波,降低齿槽转矩和转矩脉动的同时,也会对电机在恒转矩区域的峰值转矩和不同电流下转矩最大值时的转矩角的取值产生影响。在内置式永磁同步电机模型的基础上,通过理论分析和有限元计算,分别对电机转子单边分段斜极、双边分段斜极及其不同转子分段数对电机性能的影响进行研究。     

对称转子辅助槽对内置式永磁同步电机齿槽转矩的影响

为减小内置式双层永磁体结构永磁同步电机齿槽转矩,研究了关于转子开辅助槽的方法.首先从理论上分析了齿槽转矩的产生机理,指出了转子开辅助槽降低齿槽转矩的可行性.然后运用有限元分析的方法,建立了8极48槽内置式V一型永磁同步电机仿真模型,并在转子表面关于永磁体中心线开设对称半圆形辅助槽,分析了辅助槽位置、半径,及单变量参数化...     

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。     

V型内置式永磁同步电机的齿槽转矩研究

永磁同步电机齿槽转矩的削弱是改善电机性能的重点之一.本文基于某款电动汽车驱动用48槽8极V型内置式永磁同步电机,根据齿槽转矩的数学模型,分别建立以永磁体夹角、 永磁体长宽比、 气隙长度为变量的参数化扫描模型.通过有限元仿真对空载齿槽转矩、 额定输出转矩及转矩脉动进行了分析,并得出了以上三个变量对齿槽转矩的影响关系.为优...     

基于MTPA的内置式永磁同步电机转矩预测控制

针对采用矢量控制方法的内置式永磁同步电机(IPMSM)存在解耦复杂、附加优化目标难以融入系统控制等问题,提出了一种基于最大转矩电流比(MTPA)的IPMSM转矩预测控制方法。在推导MTPA控制原理的基础上,分析了转矩预测的控制机理及性能指标函数。22 k W试验样机的仿真与试验结果表明,系统稳态及全局加减负载条件下调速性能良好、转矩动态响应迅速。该方法在重载条件下定子电流利用率显著提高,满足电动车辆驱动控制系统的性能和效率指标要求。     

内置式永磁同步电机的无差拍直接转矩控制

内置式永磁同步电机应用广泛,对其的控制方法也得到不断发展。为了优化内置式永磁同步电机的起动控制方式,基于其离散化状态方程,结合无差拍控制理论,进一步设计了所需电流预测模块,提出了一种新的无差拍直接转矩控制方式。研究结果表明,该方法延续了直接转矩控制响应快的特点,可以精确计算定子端的电压矢量,同时转矩脉动小,开关频率固定,具有优异的动态和稳态特性。     

转子静态偏心对电动汽车永磁同步电机转矩波动的影响

由于制造公差和运行磨损,转子外圆和定子内圆之间会产生偏心,气隙的不均匀会影响气隙磁密的分布,从而对电机的性能造成影响。本文利用数学方法研究了转子静态偏心对分数槽集中绕组电机气隙磁密、空载反电动势和转矩波动的影响,并利用有限元法对分析结果进行了验证。分析结果表明:转子静态偏心对GCD(Z,2p)=1电机反电动势及转矩波动影响较大,而对GCD(Z,2p)1电机无影响。     

抑制内置式永磁同步电机纹波转矩的实用设计方法

提出了一种简单实用的抑制内置式永磁同步电机的纹波转矩的电机设计方法。基于强调气隙磁通谐波的转矩纹波解析式优化设计了V型永磁转子拓扑结构及其参数,实现转矩纹波的最小化,并通过有限元仿真验证其正确性。基于样机测试的反电势波形对实际输出转矩进行了计算预测,有限元仿真结果和实验预测结果基本吻合,说明该方法对减小纹波转矩是可行的。     

关于凸极同步电机磁阻转矩的探讨

对凸极同步电机电磁转矩的两个计算公式进行了比较和分析,指出了两式中磁阻转矩表达式的不同,根据磁阻转矩产生的机理,确定了磁阻转矩的计算公式.     

内置式永磁同步电机直接转矩控制系统电压矢量选择策略

分析了永磁同步电机直接转矩控制系统中电压矢量对定子磁链幅值和转矩角的影响,并分析了施加电压矢量后转矩的动态变化,得出了电压矢量选择策略,给出了传统开关表无法满足转矩控制的原因,并提出一种增加可用电压矢量的简单方法,优化开关表抑制转矩脉动.仿真结果验证了理论分析.     

V型内置式永磁同步电机齿槽转矩参数化分析

对于V型内置式永磁同步电机,磁钢夹角是通过气隙磁密影响齿槽转矩的主要因素。建立数学分析模型,基于能量法解析齿槽转矩关于磁钢夹角的表达式,并完成参数化扫描模型的建立。在定子齿端部采用"健壮设计"以降低饱和、削弱齿槽转矩,并定性分析该结构的可行性。有限元仿真验证了解析式的正确性和优化结构的有效性。     

电动车永磁同步电机转矩波动分析及测试

研究了电动车传动系统谐振的特点,推导了电动车传动系统谐振方程,论证了永磁同步电机转矩波动引起整车低速抖动的机理。建立了气隙谐波磁场产生转矩波动的数学模型,揭示了永磁同步电机转矩波动的频率与幅值特性。根据电动汽车低速谐振特性与同步电机转矩波动幅频的对应特点,并且针对国内外少有文献对车用电机转矩波动测试方法进行分析的现状,搭建了转矩波动动态测试台架,通过试验验证了转矩波动频次分析的正确性,同时为了弥补波动动态测试会产生幅值及相位失真的不足,提出一种新型静态堵转测试方法,为电动汽车用永磁同步电机提供了准确的转矩波动测试评价手段。     

内置式交替极永磁同步电机性能及机理研究

分析比较了传统内置式永磁同步电机与内置式交替极永磁同步电机的电磁性能。设计了一台五相20/18槽极组合的内置式交替极永磁同步电机,与传统内置式永磁同步电机相比,该电机在保持较好的输出能力的情况下节省了永磁体用量,提高了电机的可靠性且节省了成本。利用磁路法及气隙磁通密度波形的傅里叶解析计算得到每极下气隙基波磁通,验证了交替极设计可提高永磁体的利用率。与传统内置式永磁同步电机不同,内置式交替极永磁同步电机中永磁极极弧的选择范围更大,通过合理优化永磁极与铁心极的配合能够进一步提升该电机的输出转矩。其次,比较分析了内置式交替极永磁同步电机的反电动势谐波分量,发现该电机更加适用于谐波电流注入法,且分别对永磁体端部槽形、永磁体磁化方向长度及不均匀铁心极极弧进行优化设计,使得优化后的内置式交替极永磁同步电机在明显减少永磁体用量的情况下能够保持较好的输出能力,且具有更好的转矩质量及弱磁能力。