有限转角电动机介绍及主要公式推导

简单介绍有限转角电动机种类,着重介绍带有槽铁心嵌线式摆动磁场型有限转角电动机的结构、工作原理及主要技术指标、主要计算公式和主要技术参数.     

基于电枢反应补偿原理的新型永磁同步电机

在永磁同步电机调速系统中,电机中电枢反应将引起铁心磁饱和,并进而导致电机的输出转矩随转矩电流增长明显钝化。分析表明造成该现象的主要原因是永磁电机的磁动势平衡机制存在缺陷。本文提出在永磁同步电机转子上增设一套电流可控的交轴励磁绕组,用以补偿电枢反应磁动势的作用,保证负载变化时电机气隙磁场基本维持恒定。这种基于电枢反应补偿原理的新型永磁同步电机突破了磁饱和对电磁转矩的限制,为提高永磁同步电机转矩密度开辟了新途径。文中给出了一台新型电机样机的设计方案。通过有限元仿真,验证了通过补偿电枢反应磁动势提高电机转矩密度的有效性,并分析了该电机带不同负载运行时的转矩、效率特性及其与传统电机的区别。     

无铁心无刷直流电机电枢制造技术研究

无铁心无刷直流电动机电枢无齿槽,采用全塑封结构,消除了齿槽效应引起的转矩波动。其电枢制造工艺复杂、要求高、难度大,需要采用新的材料和加工技术。文中对无铁心无刷直流电动机的电枢制造技术进行了研究,实践证明其工艺是可行的。     

上期想想看答案

正1.为什么有些小型直流电机被设计成无槽结构?这种电机有何优点?无槽直流电机是一种电枢铁心不开槽的直流电机,其线圈则用自粘漆包线铺放在铁心表面。无槽直流电机有如下优点。(1)气隙磁场无齿槽脉动,对于直流力矩电动机来说,转矩波动小;对于直流测速发     

盘式无铁心永磁同步电机矢量控制技术分析

盘式无铁心永磁同步电机的定、转子均为无铁心结构,在同等输出功率和转矩条件下,电机重量较轻,并具有过载能力强、无齿槽转矩、气隙磁场分布正弦性好、电枢反应小、参数线性等优点。作为电动机应用时,特别适合对电机体积有特殊要求且低速性能好、响应速度快、过载能力强的场合。同样,因为无铁心结构,电机定子绕组电感很小,很小的电感导致通以绕组内的电流不连续,从而产生电磁转矩脉动。该文提出一种电机外部串电感的方法,增大定子绕组回路的电感值,设计了基于转子磁场定向的盘式无铁心永磁同步电机调速驱动系统。仿真和实验结果证实了控制方法的有效性,电机转速平稳且无静差,超调量小;能够获得较大启动转矩,响应速度快。     

星形联结三槽永磁直流电动机电枢反应的分析

对星形联接三槽永磁直流电机电枢反应进行了分析，指出其电枢反应规律不同于三角形联结的电机，在正转和反转时电枢反应的性质不同，导致电机输出转矩不同，计及了电流换向和齿槽效应引起的波动，采用有限元法计算了星形联结电机的电磁转矩，证明了分析的正确性。     

想想看

<正>上期想想看答案1.为什么有的无刷直流电动机的铁心齿上设有一些不嵌线的小槽?这是为了减小因铁心齿槽磁阻变化而引起的电动机转矩波动。无刷直流电动机每极槽数较少,转动时磁路磁阻变化大。增加了小槽后,磁阻变化减小,磁阻变大,从而减小电动机的转矩波动。为此,一些无刷直流力矩电动机为了满足转矩波动小的要求,就采用了铁心齿上增加小槽的结构设计。     

不同极槽配合电动汽车永磁同步电机弱磁性能及抗饱和能力研究

电动汽车永磁同步电动机需要宽的调速范围,但在高速弱磁时,铁心的饱和带来了较大的反电势失真和转矩波动,影响电机的运行性能。本文比较分析不同极槽配合的内置永磁同步电机高速弱磁工况的反电动势、电磁转矩和转矩波动情况。仿真分析表明,在高速弱磁条件下与分数槽电机相比,整数槽永磁同步电动机具有较高的反电势失真率和转矩波动;其中36槽8极电机弱磁能力最好,18槽8极电机转矩波动最小。     

磁通反向永磁电机低谐波设计及其电磁性能分析

磁通反向永磁电机永磁体和绕组均位于电机定子,具有转子结构简单、机械强度高和便于冷却等优势。它通常采用分数槽非重叠集中绕组,电枢反应磁场中往往含有大量谐波,进而导致电枢电流利用率低、铁心损耗高及振动与噪声等问题。提出一种低谐波磁通反向永磁电机,基于磁场调制原理对电机气隙磁密谐波进行分析,提出合理的绕组配置方案,实现电枢磁场无效谐波的抵消。基于有限元分析,对电机低谐波设计前后的电磁性能进行了对比分析。结果表明,该低谐波设计方案可以明显降低电机齿槽转矩、铁心损耗和永磁体涡流损耗,有效改善了电机性能。     

自起动永磁同步电动机齿槽转矩的研究

永磁电机中永磁体与有槽电枢铁心之间相互作用,产生齿槽转矩,引起电机振动和噪声.该文提出了一种针对自起动永磁同步电动机的解析分析方法,得到了齿槽转矩的解析表达式.基于所导出的表达式,根据产生机理的不同,将齿槽转矩各分量分为4类,对各类齿槽转矩的特点进行了分析,并研究了斜槽对各类齿槽转矩的影响,研究表明：与表面式永磁电机不同的是,在自起动永磁同步电动机中采用斜槽的方法不能消除所有的齿槽转矩.     

无刷直流电动机电枢反应对转矩脉动的影响与分析

采用简化等效磁路图,分析了无刷直流电动机电枢反应作用在永磁体两端面的磁动势影响,进而分析了"三相星接六状态"运行的无刷直流电动机电枢反应磁动势对转子永磁体产生增磁和去磁作用的特征和过程。在此基础上,考虑电动机在负载情况下,通过永磁体工作曲线图,求出工作气隙内由电枢反应作用的磁通变化数值。以一台8槽、18极无刷直流电动机为例,采用上述方法,分析并计算了电枢反应引起的转矩脉动百分比,为无刷直流电动机结构设计和抑制转矩脉动提供了可靠的理论依据。     

无槽永磁直流伺服电动机动态响应的分析

一、前言关于无槽永磁直流伺服电动机的磁路结构,在本刊近期作者已做了介绍。该种伺服电动机具有良好的起动特性和调节特性,广泛运用于自动控制系统中。有槽电枢的直流伺服电动机,虽然由于空气隙较小,气隙磁密较高,单位体积的输出功率大,转矩高,但其主要缺点是转子惯量较大,快速响应的能力较差。电枢铁心的齿槽效应引起转矩波动,影响运行的平     

拼块式和铰链式无刷直流电动机

主要介绍两种新型的无刷直流电动机电枢结构,即拼块式和铰链式电枢。分析了采用该电枢结构的条件,然后详细介绍其电枢冲片、电枢铁心和槽绝缘,并举例介绍拼块式无刷直流电动机电枢的嵌线和拼装。最后通过对比说明,采用拼块式和铰链式电枢结构能够大大节约电枢铁心成本,提高电机性能。     

基于有限元法的新型轴向磁场磁通切换型永磁电机齿槽转矩分析

永磁电机中永磁体与有槽电枢铁心之间的相互作用,产生齿槽转矩,引起电机振动和噪声。文章采用全场域三维有限元分析方法,对轴向磁场磁通切换型永磁(Axial Field Flux-switching Perma-nent Magnet,简称AFFSPM)电机的齿槽转矩进行了仿真计算,研究了影响AFFSPM电机齿槽转矩的因素,给出了削弱齿槽转矩的有效方法,为电机的最优设计提供了重要的理论依据。     

分数槽绕组有限转角电动机的设计及仿真

介绍了一种新型有限转角电动机的结构设计.该电动机采用分数槽绕组形式,与采用整数槽绕组的有限转角电动机相比可以大大降低转矩波动,并用有限元软件对该电动机进行了仿真验证.该电动机具有可靠性高、控制方式简单和体积紧凑等特点,并且在成本上节约很多.     

双转子永磁电动机有限元分析

在Maxwell环境下对双转子(对转式)永磁直流电动机进行了有限元分析。得到了电机的静态磁场分布,两个转子电磁转矩及电枢绕组电感参数随电流和转子相对位置变化等静态特性。同时分析了电机动态特性,得到绕组电流、对转的两个转子各自所受的动态电磁转矩以及两个转子的转速随时间变化曲线。改变控制主电路中开关管提前导通角,减小了电磁转矩波动范围。为进一步检验对转结构永磁直流电动机的控制系统和电机优化设计的方案提供了途径。     

考虑参数变化的永磁同步电动机弱磁控制研究

永磁同步电动机的弱磁控制是通过增加定子直轴负向电流,利用直轴电枢反应使电机气隙磁场减弱,达到等效于减弱合成磁场的效果以实现弱磁增速的目的,这就造成弱磁运行时,转速越高对应的直轴负向电流越大,即电枢反应越严重.直轴电枢反应严重影响着直轴同步电感,同时交轴电流也在一个较大的范围内变化,交轴电流的变化也影响着交轴同步电感和永磁体产生的磁链.当电机参数在运行过程中发生较大变化时,便造成了转矩给定值和实际系统的转矩输出能力之间存在一定的偏差,使得系统无法跟踪指令值,导致整个系统性能下降.当电机参数发生变化时,为了提高系统的控制性能,本文提出了转矩模糊控制器,从而使给定转矩较好的跟踪电机实际转矩输出能力.     

具有切向磁钢的无刷直流电动机电枢反应对最佳换向位置影响的分析

建立了1台用于航空起动发电系统地面实验30 kW切向磁钢无刷直流电机BLDCM的有限元仿真模型。论述了实验电机系统工作在120°电角度导通方式时,理想状态下的最佳控制逻辑。利用有限元模型研究了电枢反应对电机气隙磁场和最佳换向位置的影响,并且结合对有限元仿真结果的计算分析,研究了实验电机电磁转矩及其脉动随电枢电流变化的情况。理论与仿真结果表明:电机通入电枢电流后,最佳换向位置发生变化。当电枢电流较大时,不能忽略电枢反应对最佳换向位置的影响,需要对变换器换向位置角进行调整来适应电枢电流的变化,以获得最大输出转矩和较优的转矩脉动性能。     

基于Ansoft的无铁心AFPMS发电机设计及输出特性分析

无铁心轴向磁场永磁同步发电机(AFPMSG)以其特殊的结构形式、优异的性能表现成为近年来广泛研究的电机拓扑结构之一。文中简述了无铁心AFPMSG的结构及原理,分析了电机电磁设计要点,设计了1 k W轴向磁场永磁同步发电机,利用电磁场有限元分析软件Ansoft建立电机模型并仿真分析,研究了电机在空载和负载条件下的输出性能,验证了电机设计的合理性。研究结果表明:无铁心AFPMSG具有更好的电磁性能输出,电枢反应较小,低速运行平稳,同时具有较小的电磁转矩,适合低速应用场合。     

高速电主轴永磁电动机参数化设计及有限元分析

为了提供高速电主轴的功率密度及动态性能,采用永磁电动机方案。比较了不同的线圈匝数、铁心长度、气隙长度、永磁体厚度、宽度等参数下电机的效率、功率密度、输入电流等主要指标。采用有限元方法分析了该种电机设计的合理性及性能指标,为电机的优化设计打好基础。针对永磁体与有槽铁心相互作用产生齿槽转矩而引起振动和噪声,采用优化槽口方案,削弱齿槽转矩。结果表明,通过优化后电机结构方案与原方案相比,显著削弱了齿槽转矩和转矩波动。