考虑涡流反作用的永磁体涡流损耗解析计算

推导了一种新型表面式无金属护套永磁同步电机永磁体涡流损耗解析模型,该模型同时考虑涡流反作用、开槽引起的磁导谐波和涡流分布不均匀三种因素,可以计算任意定子电流波形的表面式无金属护套永磁同步电机的永磁体涡流损耗,并能分析任意次数时空谐波产生的永磁体涡流损耗。采用所推导的解析模型研究影响永磁体涡流损耗的因素,包括调制比、载波比和气隙长度。调制比和载波比的增加减小了电流时间谐波幅值二次方和,因此降低了永磁体涡流损耗;气隙长度的增加,由于削弱了谐波电枢反应而降低了永磁体涡流损耗。通过对电机的实验分析和有限元仿真,验证了解析计算的正确性和规律的适用性。     

定子开槽永磁同步电机气隙比磁导解析计算

采用镜像和保角变换相结合的方法计算定子开槽永磁同步电机的气隙比磁导。以光滑转子铁磁表面为镜面,将定子开槽永磁同步电机气隙原像及其镜像作为解析模型,经过多次保角变换得到气隙比磁导解析公式。解析模型考虑了齿槽之间的影响、定子开槽对气隙磁场径向分量和切向分量的影响,解析公式可用于定子开槽永磁同步电机的励磁磁场、电枢反应磁场、电磁力和齿槽转矩。在解析模型的基础上,对某定子开槽永磁同步电机单个齿槽指定路径上和气隙区域内气隙比磁导进行求解,与有限元结果相比较,表明了所提解析方法的准确性。     

基于图像理论的永磁体涡流损耗计算方法

针对二维有限元法计算永磁体涡流损耗时无法计及永磁体涡流损耗轴向分布的不均匀,以及三维有限元的计算过程时间过长,研究了一种基于图像理论的三维解析法用于计算永磁电机磁体的涡流损耗。该方法将永磁体三维涡流场的边界条件与图像相结合,并考虑了定子开槽效应,磁体内部的径向和切向场变化以及不同源谐波的相互作用,同时计及了相电流引起的时间谐波。通过与三维电机有限元模型进行结果比较,验证该方法的准确性及可行性。     

气隙磁导的有限元计算程序

本软件包采用FORTRAN5·0&C5.0两种语言混合编制,既可在西文状态下运行,也可在WPS5.0中文状态下运行。具有通用性好、输入数据少,运行速度快等优点。另外,程序包还具有菜单提示,圈形显示和图形屏幕拷贝的功能。不熟悉计算机的人员照样可以很方便地使用,只需根据菜单提示输入一给定的气隙值,即可在20秒内计算出相应的气隙磁导值。     

谐波磁场下永磁体涡流损耗测试与分析

针对永磁电机的时间谐波和空间谐波引起电机中永磁体涡流损耗增加的问题,本文搭建了永磁体谐波磁特性测试系统.分析了基波叠加不同谐波次数、含量和相角之后磁通密度B的波形变化规律,测量了钕铁硼(NdFeB)永磁体在不同谐波激励下的动态磁滞回线,研究了谐波次数、含量和相角三个因素对钕铁硼涡流损耗的影响,并对比了钕铁硼、钐钴(Sm2Co17)、铝镍钴(AlNiCo)三种永磁材料在谐波磁场下的磁特性.结果证明谐波次数和含量对永磁体涡流损耗具有较大影响,谐波相角对永磁体涡流损耗无明显影响.研究结果对永磁电机的电磁优化和设计具有重要的参考价值.     

用边界元法计算磁系统中的气隙磁导

介绍了应用边界元法计算气隙磁导的基本原理。用两个实例,通过电子计算机计算结果,并与双能量法计算结果和实验结果相比较,证实了其准确性,并给出了结论。     

计及永磁体涡流损耗分布特性的实时热计算方法

针对提高永磁电机温升计算准确性的问题,提出一种计及永磁体涡流损耗分布特性的实时热计算方法。依据温度对电机内各材料属性有所影响,且永磁体涡流损耗有其特有的分布特性的事实,提出并采用计及永磁体涡流损耗分布特性的实时热计算方法,以一台10 k W变频驱动永磁同步电动机为例进行实例计算,与普通未计及永磁体涡流损耗分布特性、没有使用实时热计算方法的温升计算方法对比,经在线温升测量,验证了计及永磁体涡流损耗分布特性的实时热计算方法能有效提高温升计算的准确性,可使计算结果与实验结果之间的误差缩小到0.5%之内。     

步进电动机的气隙磁导及其导数计算

一、前言步进电动机的气隙磁导,一直采用文献[1]、[2]提出的“代角法”,文献[3]在比较了各种算法之后,再次肯定了“代角法”的实用价值。但文献[3]提供的数据,把气隙磁导的转角函数表示为直流分量及一系列余弦函数,不便于使用,数据范围也较窄。本文仍根据“代角法”,利用DJS—21计算机直接计算不同转角下的气隙磁导和气隙磁导的导数,以及其它技术数据,供步进电动机设计时参考。     

分式线性变换下比磁导法在偏心式谐波磁力齿轮气隙磁场解析计算中的应用

偏心谐波磁力齿轮相比传统磁力齿轮具有高传动比下输出转矩密度大的特点,准确获得其气隙磁场分布是偏心谐波磁力齿轮设计及优化的关键。该文将分式线性变换与比磁导函数相结合,获得偏心谐波磁力齿轮气隙磁场的解析解。为克服切向磁导隐没的缺点,将极坐标系下的径向和切向比磁导计算转化为直角坐标系下的x、y方向的比磁导计算,由此修正未偏心的x、y方向的气隙磁场分量,然后根据叠加原理合成得到偏心谐波磁力齿轮气隙磁场分布。与有限元分析结果对比,解析法所得的气隙磁密、电磁转矩基本一致,验证了解析模型的有效性和合理性。     

永磁体磁共能的计算方法

虚功法是一种计算电磁力和电磁转矩的常用方法。由于目前对永磁体内的磁共能没有明确的计算方法,使得虚功法在用于含有永磁体的系统时受到一定的限制。本文明确给出了永磁体磁共能的计算方法,并对其物理意义进行了阐述;通过实例计算验证了计算方法的正确性;对永磁体的实际退磁特性进行了考虑,其结果具有普遍的适用性,验证了该计算方法的合理性;并在此基础上分别采用解析法和图解法,对无传导电流时永磁体系统的磁共能进行了计算和分析。该计算方法为虚功法的应用提供了一定的理论基础,可以在一定程度上拓宽虚功法的应用范围。     

偏心磁极永磁电机气隙磁密解析计算方法研究

对于表贴式永磁电机,为了获得良好的电动势波形,降低齿槽转矩,电机往往会采用偏心型磁极来优化气隙磁密波形,使气隙磁密波形尽量正弦分布。虽然有限元法可以对气隙磁密进行计算、求解,但电机建模、有限元求解消耗时间较长,在工程应用和电机的初步设计中有一定的局限性。为了研究计算偏心型磁极电机气隙磁密波形,本文首先根据二维电磁场理论,建立永磁电机数学模型,采用解析计算方法分别计算了常规等厚度瓦片型磁极和偏心型磁极电机气隙磁密的分布;然后将计算结果与有限元仿真结果进行了对比,误差不超过4%,验证了计算方法的正确性。最后通过对已制成的3台样机进行实验并与计算结果进行对比,误差在5%以内,验证了该方法的广泛适用性。     

一种永磁同步电机气隙谐波转矩补偿方法

电动汽车用永磁同步电机由于设计、制造等导致气隙磁场产生畸变,使得电机电流波形带有谐波,最终导致转矩产生波动。提出了一种谐波转矩补偿方法,在电机电流双闭环控制基础上,通过在电压上补偿一定的谐波,达到抑制电流和转矩波动的效果。仿真结果表明,该方法可以有效地提高电流的补偿效果,并明显改善转矩波动。     

永磁体涡流损耗的分析

表面式永磁电机永磁体直接与气隙接触,变频供电时产生的较大含量谐波将在永磁体内产生一定的涡流损耗,且由于转子散热较差,将导致永磁体温升较高,容易造成永磁体发生不可逆去磁风险。因此对永磁体涡流损耗的研究有其必要性与重要性。文中针对影响永磁体涡流损耗较大的气隙长度、定子槽口宽度、气隙长度与槽口宽度的配合、永磁体削角等进行分析,通过合理选择电机结构尺寸来降低永磁体涡流损耗,并利用三维有限元法与解析法验证计算规律的正确性。     

凸极同步电机非均匀气隙磁导的计算

在简要介绍了等效磁路法模型进行电机仿真分析的方法后,对气隙非均匀的凸极同步电机的定子齿与转子齿之间的气隙磁导计算方法进行了分析与研究,推导出了在任意转子机械角位移下的气隙磁导及其对角位移的一阶和二阶导数的计算方法。文中给出了一个计算实例。     

分数槽永磁电机永磁体谐波涡流损耗建模与分析

准确求解分数槽永磁电机电枢磁场下的永磁体涡流损耗解析解,探究谐波涡流损耗随绕组结构的变化规律是改进绕组结构抑制涡流损耗的关键。针对此问题,该文提出四层绕组电流密度建模方法,实现对三相/双三相、双层/四层绕组结构的建模。基于现有的子域模型,将四层绕组结构的槽身区域划分为上层绕组和下层绕组区域,增加上层绕组与下层绕组交界处的边界条件,确定各子域磁场的谐波系数。通过设计瞬态电枢磁场求解程序,建立涡流损耗解析模型。以四台仅绕组结构不同的10极12槽永磁电机为例,利用有限元仿真验证了损耗模型的精确性。基于该损耗模型,探究了谐波涡流损耗随绕组相数和层数的变化规律,并使用磁动势从机理上分析该规律,为改进绕组结构抑制涡流损耗的研究方向提供一些思路。     

大气隙铁心电抗器气隙等效导磁面积计算

从求解电磁方程出发,能较准确地求出铁心电抗器气隙等效导磁面积的计算公式,并编成计算机程序,用以计算得到各种铁心直径、气隙的边缘效应系数。     

用边界元法计算航空继电器中的气隙磁导

本文是把边界元法应用到航空继电器中的气隙磁导计算。文中阐明了边界元法及其应用于计算气隙磁导的基本原理。用一个典型例子,通过电子计算机的计算结果,可看出它与其它数值法,如差分法,有限元法的计算相比,具有不但计算较简单,而且精确度高等优点,是一种目前用来计算气隙磁导较好的数值法。     

双边开槽时异电机气隙谐波磁场的解析计算

介绍一种双边开槽时笼型异步电机气隙谐波磁场的分析计算方法,其中,定子绕组对转子谐波磁场的二次电枢反应忽略不计,因而在正弦电压供电情况下,定子绕组内只存在基频电流,转子电流则为一系列频率为转差频率的基波和谐波电流;磁路饱和的影响按通常的处理方法引入饱和系数在计算气隙长度中加以考虑.文中为简化分析计算所作的某些近似处理经数值解对比验证具有较好的准确性.     

磁楔气隙系数计算

气隙系数是描写有效气隙变化和磁导谐波特征的最重要参数。本文主要研究磁楔气隙系数的计算。