超高速永磁同步电机转子护套设计分析及优化

超高速永磁同步电机(PMSM)转速较高,永磁体抗拉强度相对较小,需要在转子永磁体外设置护套并通过过盈配合使永磁体上产生径向压应力,抵消转子高速旋转时所产生的离心力,对永磁体进行保护。提出了一种超高速PMSM转子不导磁合金护套厚度及过盈量计算分析方法。以1台120 000 r/min超高速PMSM为例,运用有限元法进行温度场及转子静力学耦合仿真分析,对数值法进行验证,并通过优化设计,使电机转子在满足结构强度要求的情况下,合理计算护套的厚度及过盈量,有效降低转子护套的厚度,从而减小转子铁耗,为超高速电机转子设计提供参考。     

基于软磁复合材料的轴向磁通永磁电机的铁耗分析

无磁轭分块轴向磁通永磁电机具有体积小、径长比高、功率密度高、转矩密度大、铁心材料用量少、铁心磁路短等优点,尤其是应用于空间小的场合时,其技术优势更加明显。但随着电机频率的增大,电机铁耗也不断上升。为了降低电机铁耗,可选用软磁复合材料(SMC)取代传统硅钢片。与传统硅钢片相比,SMC具有涡流损耗低、易于成型等特点。将轴向磁通电机的定转子铁心分别选用SMC材料与硅钢片材料,通过仿真对比转矩和铁耗,并考虑不同频率的影响,验证了在高频率下SMC电机具有更为显著的低铁耗优势。     

超高速永磁同步电机振动噪声分析

超高速永磁同步电机（PMSM）具有转速高、径向力波阶数低等特点,但定子易共振引发较大噪声。以1台超高速PMSM为例,依据电机实际尺寸,建立了电机电磁场模型和定子结构的3D模态模型。采用有限元法对该电机的径向电磁力进行仿真,分析了引起电机振动的主要电磁力谐波次数,确认了电机电磁噪声的主要来源。最后,通过ANSYS声场的声压级云图研究了超高速PMSM的电磁噪声特性。     

空调压缩机中永磁同步电机的损耗分析

在空调系统中,电能主要用于压缩机运转,因此提高效率对于开发高效压缩机非常关键。为了提高永磁电机的效率,需要减少各种形式的电机损耗。永磁同步电动机其运行频率经常发生变化,致使电机内部的损耗随之改变。本文分析了影响永磁电机损耗的主要因素及其变化规律,得到一些对电机参考设计具有指导意义的结论。     

车用永磁同步电机的铁耗与瞬态温升分析

为了提高车用永磁同步电机的短时过载能力和功率密度,利用有限元方法进行了综合考虑电磁、热和控制策略的损耗和瞬态温升的非线性仿真分析.损耗分析指出了铁耗由于弱磁的原因在基速附近就达到了最大;峰值工况下的铜耗在整个速度范围内基本不变;连续工况下的铜耗最大值也同样因弱磁的需要而出现在最大工作转速.瞬态温升分析表明绕组端部温度最高而成为薄弱环节;短时工作时永磁体的温度比绕组低但连续或循环工作时两者温度相差不大;增加水流量对绕组温升的影响有限,特别是短时峰值工作的影响就更小,水冷电机加强散热能力的方法在于加强材料应用和工艺改进.     

采用软磁复合材料设计高速爪极式永磁电机

软磁复合材料适合用于制造结构复杂的小型永磁电机。在三维有限元分析的基础上，进行了以软磁复合材料为定子铁心的三相爪极式永磁电机的优化设计以及参数计算和性能分析；得到的结果对该种材料的应用具有一定参考价值。     

采用软磁复合材料设计高速爪极式永磁电机

软磁复合材料适合用于制造结构复杂的小型永磁电机。在三维有限元分析的基础上,进行了以软磁复合材料为定子铁心的三相爪极式永磁电机的优化设计以及参数计算和性能分析;得到的结果对该种材料的应用具有一定参考价值。     

车用永磁同步电机定子铁耗的分析与优化

依据新欧洲驾驶循环工况,以减小电机中高速运行区间的铁耗为目标,对车用永磁同步电机（PMSM）的铁耗进行分析和优化。以一台额定功率35 kW的新能源汽车驱动用PMSM为对象,从电机成本和加工难度角度出发选择转子开辅助槽优化电机的铁耗;对比分析车用电机不同工况下的气隙磁密谐波含量,结合定子特征点处磁密轨迹的观测,分析高速磁场畸变对铁耗的影响;通过转子开辅助槽设计减小气隙磁密谐波,降低涡流损耗,优化齿顶铁损密度;优化后电机铁损最大可减小16%。通过负载试验验证了理论分析的正确性。     

补偿铁耗影响的永磁同步电机矢量控制

为了达到永磁同步电机高性能速度控制,电机铁耗的影响不能忽略.由此,本文得出了考虑铁耗时永磁同步电机(PMSM)的数学模型和矢量控制仿真模型.在d-q轴坐标系中,假设电机铁耗由一个等效的涡流绕组产生,从而在导出的电压方程式中,铁耗的效果用一个等效铁耗电阻来代替.由于等效铁耗电阻的存在,影响了d-q轴的磁链和电磁转矩,为了完成电机的矢量控制,必须补偿铁耗的影响.在Matlab/Simulink环境下构建了考虑铁耗时永磁同步电机的矢量控制模型,并与不考虑铁耗的矢量控制模型进行了比较.     

基于ANSYS的永磁同步电机场路结合电磁设计方法

提出了一种基于ANSYS Maxwell 2D的永磁同步电机(PMSM)场路结合电磁设计方法。通过ANSYS Maxwell 2D软件分析计算得出PMSM 2D理想电机模型的空载励磁电动势、负载时的励磁电动势、直轴同步电抗和交轴同步电抗参数,并以此修正基于电路和磁路的电磁设计程序中用来计算空载励磁电动势、负载时的励磁电动势、直轴同步电抗和交轴同步电抗参数的校正系数,从而使得PMSM的设计结果更加准确。通过该方法设计了PMSM并进行了试验。试验结果验证了该设计方法的正确性。     

客车用轮边电机的轻量化设计研究

针对客车用某型号永磁同步轮边电机的轻量化设计开展了分析。提出了电机轻量化的设计方案和原则,对电机的转子端板、转子冲片、机壳和后端盖进行轻量化设计。利用有限元分析软件对轻量化后的电机转子进行模态分析,并分析了轮边电机的随机振动。有限元分析结果满足电机的设计要求,可以确保轮边电机使用的可靠性。对轮边电机轻量化设计的探讨为进一步减轻电机质量提供了思路。     

辅助磁障永磁同步电动机的电磁分析与参数优化

辅助磁障永磁同步电动机既具有永磁同步电动机高功率密度、高效率、高功率因数等优势,又兼具同步磁阻电机的宽调速范围、无高温退磁等优点,在调速驱动领域具有广阔的应用前景。在优化辅助磁障永磁同步电动机磁障形状、周边磁桥形状、磁障层数和永磁体占比的基础上,将其与“一”字型和“V”字型内置式永磁同步电动机进行对比分析,借助二维有限元仿真软件对三种结构的负载转矩、转矩脉动、损耗及效率等运行性能进行全面对比。以减小齿槽转矩有效值、减小空载反电势谐波含量和提高负载转矩有效值为目标对辅助磁障永磁同步电动机进行转子结构优化,对辅助磁障永磁同步电机的推广应用具有一定的参考价值。     

高密度永磁同步电机的变参数等效磁网络分析

针对双"I"型转子结构的内置式高密度永磁同步电机(PMSM),基于MATLAB/Simulink平台提出了一种变参数等效磁网络法,充分考虑转子漏磁,且通过变参数环节,自动调节各部分磁导率,计算铁心饱和,提高了变参数等效磁网路法的计算准确性。利用该磁网络,分析了转子尺寸参数对电机空载电磁性能以及气隙磁密波形的影响,为高密度PMSM初步设计提供了一种有效快速的分析手段。     

基于磁定位原理的永磁同步电机转子初始位置定位研究

提出了一种基于磁定位原理的转子初始位置定位方法,通过给电机施加电流矢量,根据电机转动方向与施加的电流矢量角之间的关系,不断改变电流矢量角实现缩小定位范围.定位过程中转子转动微小,能满足需要无运动冲击机械永磁同步电动机的初始定位要求.分析了定位原理并给出了实验结果.