内置式一字型永磁同步电动机磁极结构优化设计

本文在12槽10极传统内置式一字型永磁同步电动机基础上,提出一种不等厚梭型偏心永磁体磁极形状.首先以空载气隙磁通密度正弦度及齿槽转矩为优化目标,给出不等厚梭型偏心磁极结构气隙磁通密度解析模型;然后结合内置式永磁同步电动机等效磁路法模型进行推导,编写Matlab程序进行求解计算,利用有限元分析软件进行仿真.计算与仿真结果表明,不等厚梭型偏心磁极结构能有效提高电动机空载气隙磁通密度波形正弦度,同时削弱齿槽转矩.     

内置式永磁同步电动机MTPA控制策略研究

考虑到内置式永磁同步电动机磁阻转矩利用率问题,选用最大转矩电流比控制策略,对其电流给定和转矩给定两种控制方式进行研究,并建立了相应的矢量控制模型进行对比分析。仿真结果表明,相比于电流给定,转矩给定的最大转矩电流比矢量控制系统响应速度较快,调速稳定,鲁棒性更好。     

基于单一磁极宽度变化的内置式永磁同步电动机齿槽转矩削弱方法

结合永磁电机极弧宽度组合和永磁体不对称放置的方法提出了一种仅改变隔磁磁桥削弱内置式永磁同步电动机齿槽转矩的方法。通过在永磁体槽和转子外表面之间增加隔磁磁桥,改变磁桥的形状和尺寸,使得内置式永磁同步电动机的一个磁极的极弧宽度变化,同时保持其余磁极宽度不变,且相邻磁极间的宽度相等,通过合理选择隔磁磁桥的形状和宽度,可以非常有效地削弱齿槽转矩。由于每极整数槽和非整数槽时,采用单一极弧宽度变化造成的影响不同,本文采用解析法分别对两种情况进行了研究,得到了磁极的两种极弧宽度和磁极间距大小与齿槽转矩的关系式,据此得到了磁极极弧宽度的确定方法。     

磁极开槽法抑制永磁电动机齿槽转矩研究

在简述齿槽转矩产生机理和抑制方法的基础上,根据解析表达式讨论了磁场谐波对齿槽转矩的影响。在此基础上,建立了时变运动电磁场有限元模型,对不同程度开槽磁极对应的齿槽转矩进行了计算和对比分析。结果表明,适当的磁极开槽可有效削弱永磁电动机的齿槽转矩。     

削角磁极抑制永磁电动机齿槽转矩的研究

齿槽转矩对高性能永磁电动机的控制性能有很大影响,其削弱方法是永磁电动机研究的重要内容之一.在分析永磁电动机齿槽转矩产生机理的基础上,根据齿槽转矩解析表达式,研究了采用削角磁极对齿槽转矩的影响.结果表明,不同程度的削角对磁密平方的nz/2p次谐波分量的幅值影响很大,进而影响齿槽转矩的大小.在此基础上,建立了时变运动电磁场有限元模型,对不同程度削角磁极对应的齿槽转矩进行了计算,找到了最佳削角位置.通过对比分析,验证了所得的结论是正确有效的.     

切向内置式高速永磁电动机转子结构优化研究

针对小功率高速永磁电动机,为满足高速电动机转子结构的应力要求,并简化电动机的生产工艺,提出了一种基于梯形永磁体的切向内置式转子结构,在满足电动机基本设计要求的前提下,对电动机转子相关结构参数进行了优化设计。采用有限元仿真方法,详细地分析了极弧系数和转子表面结构对齿槽转矩、平均转矩和转矩脉动的影响规律,并对转子的结构应力进行了校核。研究表明,该转子结构可有效简化电动机的生产工艺,总结了部分参数对电动机转矩性能的影响规律,并通过对转子结构的优化,有效地减小齿槽转矩以及转矩脉动。     

永磁无刷直流电动机转矩特性的研究

根据永磁无刷电动机的转矩特性,分析了脉动转矩产生的原因和抑制或消除的方法与措施.     

内置式永磁同步电动机转子结构的优化设计

为减小永磁同步电动机齿槽转矩和转动惯量,通过对永磁电机的齿槽转矩数学模型和空载轭部磁场进行分析,得出了通过采取辅助槽有效降低齿槽转矩,并在不影响其性能的前提下凿空转子铁心以减小转动惯量,然后以一台7.5 kW的内置式永磁同步电动机为例,采用上述方法对其转子结构进行了优化设计,最后通过Ansoft软件有限元分析验证了该方法是有效的。     

注塑机用永磁同步电动机的齿槽转矩优化

为了削弱一款注塑机用永磁同步电动机的齿槽转矩,改善其性能并使其能够平稳运行。基于永磁同步电动机齿槽转矩产生的原理,分析了磁极偏移与齿槽转矩的关系,现通过采用磁极偏移的方法可降低永磁电机的齿槽转矩。以一款注塑机用的48槽8极永磁同步电动机存在较大的齿槽转矩为例,基于Maxwell2D建立其有限元模型,再将磁极偏移角度设为变量,通过扫描分析得到最佳的偏移角度,仿真结果表明,将磁极偏移合适的角度可有效的削弱永磁电机的齿槽转矩。该文在优化注塑机用永磁同步电动机的齿槽转上具有较高的参考价值。     

高性能永磁电动机的研究

以带补极和不带补极两种磁钢结构的永磁直流电动机的研制为例,通过其磁场计算、设计结果比较及性能分析,论证了改变磁钢结构是获取高永磁电机产品的重要途径之一,该研究为开发新一代永磁直流电动机产品提供了理论和实践依据。     

内置式永磁同步电机高效区间研究

针对永磁同步电机运行效率高且高效区间分布范围广的特点,本文基于100kW电动汽车驱动用内置式永磁同步电机对效率曲线图中的高效区间进行了分析与研究。在解析法和有限元法的基础上,建立电机的有限元电磁模型,分析铁芯损耗和绕组铜耗对效率曲线图中高效区间分布的影响。最后,通过试验测试与计算结果之间的对比,验证了有限元分析的正确性。     

多段弧形铁氧体永磁电机的研究及应用

本文提出一种改善铁氧体永磁电机较低的输出转矩的多段弧形的转子结构,并通过仿真验证了这种结构相对于传统弧形结构具有更高的输出转矩及效率。实测数据和仿真结果表明此结构具有一定的可行性和优越性,为铁氧体永磁电机的设计提供参考。     

高速内嵌式永磁电动机转子机械强度分析

转子的强度和应力分析是设计高速内嵌式永磁电机的一个重要环节。在电机高速运行时,隔磁桥作为IPM电动机转子结构最容易断裂的部分,主要承受离心力、电磁力以及永磁体吸引力三种力的作用。利用电磁和结构有限元计算,可以分析出隔磁桥和极靴部分的形变和应力分布。提出了一种高效的机械强度分析方法。与传统的有限元法相比,该方法无需进行物理场的切换,计算量大大减少。仿真和实验结果表明该方法实用有效。     

内置式永磁同步电机无位置传感器控制研究

内置式永磁同步电机具有功率密度和转矩密度高等特点,已广泛应用于大功率、重负载等变频驱动领域,其中转子初始位置检测技术和无位置传感器控制技术为控制核心部分.为此本文介绍一种基于高频方波电压注入的转子初始位置角度检测方法,以及一种基于电流频率(IF)控制和反电动势锁相环控制相结合的无位置传感器控制策略,控制内置式永磁同步电机静止变频起动与调速运行.仿真结果验证了转子初始位置检测技术准确有效,无位置传感器控制策略具有良好的起动和调速性能,为内置式永磁同步电机的传动应用提供技术保障.     

高过载永磁同步电机的电磁特性

定子铁心饱和、电枢反应限制了永磁同步电机(PMSM)输出转矩的进一步提高,在一些应用场合电机的转矩密度无法满足需求。研究了永磁同步电机的转矩特性,提高了恒转速下的转矩过载能力。首先从PMSM的输出功率入手,分析PMSM的极限输出功率与输入电流、直交轴电抗和空载反电动势的关系。接着通过改变PMSM定子和转子结构参数,分析了不同槽、极比对电机转矩过载的影响;磁钢厚度对气隙磁密以及直交轴电感的影响;定子裂比对电机电磁转矩的影响;不同齿宽对电机输出转矩的影响。由此得到高过载永磁电机的设计方法。最后进行有限元分析和电磁设计,并研制了一台10倍转矩过载的PMSM。搭建了测功机实验平台,对比测试了高过载电机以及常规设计PMSM的电阻、电感与转矩-电流特性曲线。实验分析结果与有限元计算结果基本一致,验证了理论分析的正确性。     

内置式低速大转矩永磁轮毂电机的设计研究

针对应用于车辆自重较大场合的低速大转矩永磁轮毂电机,给出了转子磁极结构、电枢绕组形式以及极槽配合的选用原则,采用分数槽集中绕组结构可以削弱谐波电动势的影响,提高端部空间利用率和降低齿槽转矩。设计一台12槽10极内置径向式永磁同步轮毂电机,采用有限元法对漏磁、气隙以及极弧系数等影响因素进行研究,以提高电机的输出性能。对样机进行了计算和实验测试,计算结果与实验结果相符,表明了设计分析的正确性。     

内置式永磁同步电机驱动系统效率优化研究

针对城轨牵引的内置式永磁同步电机的运行损耗问题和动态性能改善问题,从IPMSM-DTC等效电路出发,建立了IPMSM-DTC的损耗模型,分析了各种损耗与励磁电流和转速的关系,提出了一种新颖方法推导出不同条件下的最优励磁电流,进而实时在线自动调整磁链给定值,并对转矩误差、磁链误差采用模糊控制,以使电机在不同的运行工况下达...     

内置式永磁同步电动机弱磁控制实验研究

以内置式永磁同步电动机为研究对象,提出一种具有快速动态响应的前馈弱磁控制策略.根据电机运行时的转矩和定子磁链给定值,通过实时查表得出电机的交、直轴电流参考值;同时为了解决电动机高速运行时参数漂移问题,在前馈控制基础上叠加了基于输出电压的闭环控制策略,有效地提高了系统的鲁棒性.实验结果证明电动机在全速范围弱磁控制策略的有效性.     

凸极式永磁同步电机无速度传感器控制

近年来,凸极式永磁同步电机( IPMSM)的无传感器控制已成为一个热门的研究领域.大量的无传感器控制方法被提出,但绝大多数方法在低速情况下效果不好.此处介绍了有效磁链的概念,并基于此设计了转子位置和速度观测器.该观测器无需速度自适应,因此在低速时的转速估计误差不会影响观测器的表现.通过实验结果证明该无速度传感器控制方法...     

内插式永磁同步电动机无传感器控制

针对内插式永磁同步电动机控制系统中采用光电编码器或旋转变压器来检测转子位置和速度时,会出现不稳定、可靠性低、成本较高等问题,采用一种注入高频信号法的无传感器控制技术来解决。这种控制技术根据电机本身凸极特性分析提取出所需要的位置和速度信号,然后设计一个Luenberger观测器,对位置信号进行观测,观测过程不受电机参数影响。仿真结果证明了所用方法的有效性。