半浸油式有限转角力矩电机的设计与仿真

针对直接驱动阀用半浸油式有限转角力矩电机进行设计仿真.通过磁路法快速计算,得到电机的主要尺寸和电磁参数.校核转子腔的厚度满足机械强度要求.根据磁路法得到的参数建立有限转角力矩电机的二维有限元模型,计算其空载气隙磁密、齿槽转矩特性,计算在不同负载时的恒转矩区间范围、输出力矩特性,分析齿槽转矩对输出力矩特性的影响,分析磁路...     

基于定子齿冠偏心的外转子永磁电机转矩波动抑制

为了抑制12槽10极风机用外转子永磁同步电动机的转矩波动,研究了定子齿冠偏心的结构。该方法基于不等气隙长度的思想,保持了初始结构的定子齿冠极弧中间部分对应的气隙长度不变,而齿冠两边对应的气隙长度变宽。利用有限元分析软件对采用定子齿冠偏心结构的外转子永磁同步电机进行仿真计算分析,研究了不同偏心距离下电机的转矩波动系数,并分析了齿冠偏心对于输出转矩大小、齿槽转矩以及气隙磁场谐波畸变率的影响。仿真实验结果表明,采用定子齿冠偏心的结构,能有效地抑制输出转矩的波动和齿槽转矩的幅值,使气隙磁密波形得到改善。     

有限转角力矩电机输出力矩不对称分析

针对某型旋转伺服阀用有限转角力矩电机在不同旋转方向下输出力矩不对称进行分析,并提出一种解决方案。原样机采用6极6槽电磁结构,该电磁结构存在齿槽转矩,蜗卷弹簧为维持转子零位位置时需要克服齿槽转矩而产生反向力矩。定位力矩方向与转向相反,而蜗卷弹簧力矩不受转向影响,蜗卷弹簧力矩导致了电机在不同旋转方向下输出力矩不对称。经过故障定位及仿真分析,提出了一种6极9槽的改进方案,新样机的电磁方案齿槽转矩可忽略,蜗卷弹簧产生的力矩与电磁转矩相比可忽略不计。新样机经测试,两个旋转方向输出力矩基本一致,有效解决了有限转角力矩电机输出力矩不对称问题。     

等极槽式有限转角力矩电机磁场解析计算与恒转矩区间分析（英文）

恒转矩区间是有限转角力矩电机的重要设计参数,目前对于等极槽永磁式有限转角力矩电机而言,在设计之初难以确定。该文提出一种基于磁场解析模型的有限转角力矩电机恒转矩区间的计算方法,为该类电机优化设计提供技术基础。首先对等极槽有限转角电机模型进行简化,然后根据周期边界条件,构建1极1槽单元有限转角力矩电机磁场解析模型,并将计算得到的4极4槽和6极6槽电机的气隙磁场波形与有限元法进行对比,验证所构建模型的正确性。在此基础上,提出等极槽式有限转角力矩电机恒转矩区间的计算方法,并分析关键因素极槽数对恒转矩区间的影响。最后,利用有限元分析与实验测试验证所提出方法的正确性。     

新型表贴-内置式永磁同步电机谐波分析与优化

为增强永磁同步电机电磁性能,研究一种新型表贴-内置式永磁同步电机拓扑结构,该结构转子永磁体由常规表贴式和内置双一式构成。采用有限元对新型电机拓扑进行分析,分别对3种同尺寸结构电机气隙磁密、齿槽转矩以及气隙谐波畸变率分析。研究结果表明,新型拓扑结构不仅能提高气隙磁密基波幅值,而且能调节谐波畸变率大小,使磁密波形更加正弦性。     

不同转子辅助槽对内置式永磁电机齿槽转矩的影响

齿槽转矩是永磁电机设计研究的一个重要参数。在解析法的基础上,研究了永磁电机齿槽转矩的表达式,讨论了气隙磁密波形对齿槽转矩的影响。并以一台6极36槽内置式永磁同步电机为例,通过在转子直轴位置上开设不同形状、不同大小的辅助槽,利用有限元法分析了矩形、半圆形、弧形三种类型的辅助槽对永磁电机齿槽转矩的影响,总结了齿槽转矩随辅助槽形状和大小的变化规律。分析表明,转子弧形辅助槽与其它两种槽形相比较,其电机的气隙磁密波形畸变最小,齿槽转矩谐波含量最小,对齿槽转矩的削减效果最优。对转子弧形辅助槽尺寸的合理设计和优化可以有效抑制永磁电机齿槽转矩,进而提高永磁电机的控制精度。     

无刷直流电动机电磁转矩无脉动的条件

从气隙磁场为梯形波的假设出发，研究换向方式、磁场波形及电枢绕组分布对输出电磁转矩的影响，导出开关式无刷电动机输出电磁转矩无脉动的充分条件及整数槽电机、分数槽电机、无齿槽电机分别满足输出电磁转矩无脉动的条件，并用此条件进行了实例计算。     

微型无刷直流电机气隙优化研究

根据无刷直流电机的FOC控制理论，可知电机相反电动势对转矩波动的影响机理。通过研究无刷直流电机气隙长度对相反电动势波形及齿槽力矩的影响，使用Ansys Maxwell模拟软件对电机相反电动势，齿槽力矩及转矩波动等进行模拟分析，通过对相反电动势波形的FFT分解，对相反电动势谐波进行优化，并结合样机的对比测试结果，提出微型、高转速电机的气隙优化的方案。     

基于气隙磁场重构的永磁电机转矩脉动抑制研究EI北大核心CSCD

永磁电机的齿槽转矩引起转矩脉动,影响电机系统的低速性能和控制精度。该文建立齿槽转矩与气隙磁场谐波的模型,分析低次谐波磁场对齿槽转矩的影响规律,揭示齿槽转矩产生机理。通过部分磁极反余弦削极技术重构气隙磁场波形,抵消3、5、7次谐波磁场引起的齿槽转矩,实现电机齿槽转矩的抑制。与现有减小齿槽转矩的方法相比,所提方法通过间接控制气隙磁场减小齿槽转矩。通过有限元法对所提的方法进行验证,并研制1台12槽8极部分反余弦削极转子永磁电机,进行相关测试。     

表贴式永磁电动机气隙磁场及齿槽转矩解析计算

针对表贴式永磁电动机的齿槽转矩问题,研究了一种电机空载气隙磁场和齿槽转矩的解析计算方法。通过对永磁电动机的槽型进行四组保角变换,引入复数气隙磁导函数,建立了表贴式永磁电动机气隙磁密的径向和切向分量解析模型;分析四组保角变换,利用麦克斯韦张力法计算永磁电动机的齿槽转矩。针对样机,利用解析法和有限元法分析极弧系数和槽口宽度对齿槽转矩的影响,结果表明:解析法计算的空载气隙磁场和齿槽转矩与有限元方法计算结果相吻合,其中齿槽转矩相差7.6%;利用解析法选取合理的极弧系数和槽口宽度,可有效地减小齿槽转矩,当样机的极弧系数取0.858和槽口宽度取1 mm时,齿槽转矩分别减小75%和57%。     

电动汽车用永磁同步电动机动态性能的改善

永磁同步电动机具有转矩波动小、控制精度高的特点,特别适合于电动汽车。齿槽转矩是转矩波动重要的组成部分。基于Maxwell有限元软件建立电机模型,采用不均匀气隙设计和转子铁心合理的挖孔措施来改善气隙磁场波形,消弱齿槽转矩和增大输出转矩,这样可以提高电机的响应速度的目的。最后,通过试制样机,对测试值与仿真值进行对比,论证了Maxwell仿真设计的正确性。     

定子电流矢量定向下PMSM转矩脉动抑制方法

齿槽转矩和谐波转矩均会引起永磁同步电机输出转矩脉动,导致电流波形畸变。基于永磁同步电机电磁转矩的磁共能模型,提出一种基于定子电流矢量定向闭环I/f控制的永磁同步电机转矩脉动抑制方法。综合考虑气隙磁场畸变、齿槽转矩和电流畸变等多种因素,推导电机转矩脉动最小化条件下的最优定子谐波电流约束条件,利用反推控制原理构建了谐波抑制控制器。此外,还设计了一种带遗传因子最小二乘算法的永磁同步电机转速辨识方法。仿真和实验表明,设计的转速辨识算法能在较宽范围内实现电机速度辨识,所提控制方法提升了系统的控制精度,改善了电流波形,有效抑制了电机运行时的转矩脉动。     

转子偏心对异步电机的影响分析

为了分析转子偏心故障对异步电机气隙磁场和输出转矩的影响,这篇文章利用有限元分析软件仿真分析了不同偏心率下静偏心和动偏心的气隙磁密和输出转矩的变化。研究表明,转子偏心故障会引起气隙磁场畸变。偏心率越大,气隙磁密波动越大,输出转矩波动越大。     

基于等宽极厚调制的永磁电机优化设计

表贴式永磁同步电机气隙磁密谐波含量高,导致电机空载反电动势正弦度差,影响电机转矩脉动;齿槽转矩是永磁同步到电机固有属性,会使电机在运行过程中产生转矩脉动和噪声;针对以上问题,提出采用分块磁极等宽极厚正弦调制的方法优化永磁同步电机气隙磁密和齿槽转矩。使用有限元进行仿真分析,验证了该方法的正确性,表明该方法能有效抑制永磁同步电机气隙磁密谐波分量,在一定极弧系数范围内对齿槽转矩抑制具有较好的效果,同时在不降低电机平均输出转矩的情况下减小电机转矩脉动。     

辐条式磁齿轮电机齿槽转矩抑制

磁齿轮电机具有转矩密度高、转子结构坚固的特点。针对外转子辐条式磁齿轮电机齿槽转矩高等问题,以一台三相18槽28极外转子辐条式磁齿轮电机作为研究对象,利用磁场调制理论对气隙进行解析计算,然后基于麦克斯韦张量法分析外转子辐条式磁齿轮电机齿槽转矩产生的机理,并通过调节槽口角度和转子削角对磁齿轮结构进行优化。有限元分析结果表明,优化后电机的反电动势三次谐波被削弱了53%、齿槽转矩幅值被削弱了93.4%、输出转矩脉动下降了73.7%。有限元分析结果验证了调节槽口角度和转子削角的结构优化方法的有效性。     

定子斜槽及非均匀气隙对永磁同步发电机的性能影响

斜槽可以削弱由齿谐波引起的附加转矩及噪声,但同时也对电机的性能产生了一定的影响。利用磁路和有限元的计算方法,计算了不同斜槽宽度、不同非均匀气隙情况下电机的空载电势、短路电流、输出功率、电机效率、齿槽转矩、电势波形正弦畸变率等参数;分析了这些参数的变化趋势;研究了产生这些区别的原因,得出了一些实用结论。     

低速大扭矩永磁同步电动机的转矩提升

针对永磁同步电动机的转矩提升问题,以一台48槽40极的160 kW内置切向式直驱用低速大扭矩永磁同步电机为研究对象,分别以定子不等齿宽削弱齿槽转矩和转子轭部开孔增大输出转矩来提升电机的转矩特性。首先给出电动机的定子齿槽分组和偏移方式以实现定子不等齿宽,对其气隙磁密进行傅里叶分解,推导了不等齿宽下齿槽转矩的解析式,得到不等齿宽对齿槽转矩的影响规律和削弱效果随定子齿槽偏移角度的变化规律,给出能够有效抑制齿槽转矩的最佳偏移角度,并经有限元法予以验证;其次研究转子轭部开孔时电动机的输出转矩,进一步分析孔的形状、尺寸和数量对转矩的影响规律,仿真分析表明转子轭部开孔可适当增大输出转矩,并给出了最佳的孔形、数量及其尺寸。     

永磁发电机齿槽转矩及电机性能研究

本文对一台永磁发电机在各种参数下的齿槽转矩及电机性能进行了研究.齿槽转矩作为永磁电机重要的指标之一,直接影响电机性能.分析电机齿槽转矩的表达式,采用等效磁路法设计一台汽车用表面式永磁同步发电机,并采用二维有限元法得到该电机的齿槽转矩.通过改变极弧系数、气隙长度、永磁体形状以及永磁体分段数等不同参数,得到永磁发电机的齿槽转矩波形以及电机相关性能参数.为永磁电机的优化设计提供依据和参考.     

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。为优化V型内置式永磁同步电机的振动噪音,削弱齿槽转矩提供了研究方向。     

基于不等厚永磁体的非均匀Halbach型PMSM气隙磁场解析及性能研究

Halbach阵列永磁电机的气隙磁场相对于一般的永磁同步电机正弦性更好,转矩输出性能更优秀,对气隙磁场进行准确的计算是其后续设计、计算和优化的基础。本文提出了一种采用主辅极不等厚磁极来优化不均匀Halbach阵列性能的电机模型,以2:1的主辅极比例厚度为例,推导出了计及极间隔断的不等厚磁极Halbach永磁电机的径向气隙磁场解析解,该模型在有限元软件中得到了验证。在此基础上对比了在若干组常见的永磁体所占角度配比下,等厚磁极Halbach电机和不等厚磁极Halbach电机的齿槽转矩、磁场畸变率等性能指标,发现了不等厚度磁极Halbach型永磁电机在削弱齿槽转矩和降低磁场畸变率方面的明显优势。