以推力波动抑制为目标的永磁直线电机设计与分析

针对永磁直线电机推力波动对系统性能的影响,采用解析法与磁路法从电磁负荷与气隙长度的选取、极槽配合、绕组设计等方面进行解析分析。并利用Maxwell 2D有限元软件对设计的电机参数及运行性能进行仿真分析,以验证永磁直线电动机解析法与磁路法的合理性。     

一种混合式新结构永磁转子同步电机设计及特性分析

提出一种混合式新结构永磁转子同步电机,采用面贴式和内置式永磁体混合磁路结构,同时面贴式永磁体设计为弧形,有效地改善了气隙磁密的正弦性;针对该新型结构,初步设计了1台3 k W电机,得到其机械和电磁参数;采用有限元分析法分别建立了传统面贴式、内置式和混合式新结构电机的电磁模型;通过对3种有限元模型进行仿真分析,得到了电机气隙磁密、空载反电势以及齿槽转矩等电磁特性,将结果进行对比分析,初步验证了混合式新结构电机的优越性能。     

一种椭球型混合式永磁转子同步电机优化设计及特性对比分析

提出一种椭球型混合式磁路结构的永磁转子同步电机,电机的面贴式永磁体设计为弧形结构,通过机械和电磁参数计算,初步设计得到一台额定功率为3 k W的新型结构电机模型。针对该电机中弧形面贴式永磁体,进行了正弦性的几何参数优化设计;再次,采用有限元分析法分别建立了所提出电机的初步设计结构和优化设计结构的电磁模型;最后,通过对两种有限元模型进行仿真分析,得到了电机的气隙磁通密度波形和相应的分析结果,验证了所提出电机结构的优越性和优化设计的必要性。     

Maxwell有限元仿真分析在差共模电感一体化磁心设计中的应用

以一款异型差共模一体化磁心为对象,采用Maxwell有限元电磁仿真软件,对用传统磁路参数的方法难以评估的开路电感和短路电感进行了仿真分析,对中柱气隙对两种电感量的影响进行了讨论。结果表明,利用仿真分析可以很好地模拟器件的磁场分布,得到准确的开路电感和短路电感参数,可以很好地指导磁心方案设计,缩短研发时间,降低研发成本,提高研发效率。     

永磁电磁混合磁浮列车的永磁磁场仿真

磁浮列车的结构参数、磁场分布关系到磁体斥力、效率和可靠性,因此有必要对磁体的整体结构分布、磁极数、磁体厚度、气隙等参数及其构成的磁场进行深入研究。基于磁路设计的基本原理,本文采用MATLAB、ANSYS软件,探讨永磁悬浮电磁导向磁浮列车的磁场分布及其大小的影响因素,分别研究永磁场的二维平面分布和三维立体分布,通过磁场分析、建模,对其磁场进行数值计算。结果表明,采用本文数值仿真方法计算的气隙内磁感应强度及其磁力线分布,为最终确定磁浮列车的稳定悬浮间隙大小提供重要数据。     

电磁脱扣器动态特性的仿真

借助于三维场分析软件ANSYS,对各种常用电磁脱扣器建立了三维有限元模型,通过分析其磁场分布,用磁场分割的方法并经过拟合后,得到计算气隙磁导和漏磁导公式.用此计算公式结合已有的磁路法,实现各种形式的电磁脱扣器的动态特性仿真.     

分离电连接器电磁吸力特性研究

电磁分离是脱落电连接器的一种重要分离方式,电磁分离主要依靠电磁铁来实现,电磁铁产生的吸力大小直接影响到产品能否可靠分离。当电磁铁产生的吸力过小时,会造成产品无法解锁分离。本文以某型号分离电连接器的电磁铁为研究对象,使用三维软件建立其仿真模型,使用MAXWELL有限元软件分析其电磁吸力特性,分别分析了电磁铁与挡铁的气隙、磁路截面积和磁路长度对电磁分离特性的影响,确定了影响电磁吸力的关键设计参数,为后续的电磁铁优化设计提供了理论依据。     

永磁轮毂电机内嵌V型磁路结构分析

针对电动汽车轮边驱动系统对轮毂电机输出扭矩和动力平顺性的较高要求,提出一种内嵌V型磁路结构的永磁轮毂电机,该结构充分利用了转子铁心内部空间,提高了电机气隙磁通密度和抗过载能力。采用等效磁路法对电机磁路进行分析,计算出有效磁通和漏磁通,验证了磁路结构的可行性。利用有限元仿真的方法分别探究了同极永磁钢夹角、永磁钢充磁方向厚度与气隙磁密和齿槽转矩之间的关系,并得到了最优组合方案。对样机模型进一步仿真,结果证明内嵌V型结构适合应用于轮毂电机的永磁转子,验证了电磁理论分析结果的正确性。     

应用分布磁路法的隐极同步发电机空载气隙磁场解析计算

将分布磁路法应用于隐极同步发电机空载气隙磁场解析计算中,采用分布磁路法充分考虑磁路饱和的影响,在此基础上,通过计算定、转子开槽时气隙相对比磁导函数,进一步分析了定、转子齿槽效应对气隙磁场的影响。对比有限元仿真结果,可以发现利用分布磁路法并考虑齿槽效应的解析计算结果精确度较高,对比不同半径处的气隙磁密计算结果,气隙中心位置处的磁密波形与有限元仿真结果吻合度极高,从而验证了计及定、转子齿槽效应的分布磁路法计算隐极同步发电机空载气隙磁场的有效性和准确性,为该类电机精确设计和性能分析提供了理论基础。     

双定子超环面电机磁路模型与气隙磁场研究

双定子超环面电机是一种新型结构的空间电机,将动力和减速机构有机结合,在机器人和航空航天领域具有很好的应用前景。在对该电机的结构特点及运行原理进行分析的基础上,将其三维磁路分解为周向和环向磁路,并建立了简化的等效磁路模型。根据该电机的结构特点对磁路模型中各磁阻进行推导,并对其静态磁场的气隙磁密进行了解析求解。为了验证该磁路模型的准确性,运用有限元方法对其三维磁场进行仿真分析,并对研制实验样机的反电动势进行了测试实验。通过与仿真结果和实验结果进行对比分析表明,该等效磁路模型和参数计算方法是可行的,为进一步定量分析该电机的电磁性能提供了理论依据。     

交流接触器动态过程及触头弹跳的数值分析与实验研究

交流接触器的动态过程分析对于其优化设计非常重要，而且触头及铁心的振动弹跳直接影响交流接触器的寿命。耦合电路、电磁场和计及可动部分碰撞的机械运动方程并考虑摩擦力的影响，采用虚拟样机技术，研究交流接触器闭合的动态全过程，尤其是在不同合闸相角下，触头间的碰撞弹跳现象。用两种方法求解电磁参数，大气隙时应用三维有限元非线性静态分析，求出不同气隙和励磁电流下的磁链和电磁吸力值；而在小气隙时考虑分磁环的作用，引入磁路方法简化此时的电磁吸力计算。实验表明，提出的方法是有效的。     

基于有限元法的无刷交流励磁机空载特性分析及额定励磁电流计算

针对无刷交流励磁机铁心结构的复杂性和铁磁材料饱和特性的影响,采用非线性有限元法,利用有限元软件Maxwell,建立无刷交流励磁机的二维模型,对空载特性及额定励磁电流进行研究分析。以1台28 kW无刷交流励磁机为例,对电机气隙磁场仿真分析并求取空载特性。计算所得的基波电势与实测结果相符,为此类电机电磁场的设计提供理论依据。在此基础上通过场路耦合的方法,用外电路来模拟额定负载工况,计算出额定工况下的励磁电流。该方法具有实用性,可为一般的交流励磁机励磁电流计算提供参考。     

无线供电式音圈电机的磁路优化设计

针对音圈电机在长时间往复运动容易发生故障的缺陷,提出一种取消供电引线,利用电磁感应原理进行非接触电能传输的新型音圈电机结构。本文对新型音圈电机的供电结构进行了数学模型推导分析,并且通过有限元优化分析软件对不同永磁体分布方式和结构尺寸参数下的气隙磁密进行分析,提出了相应的优化思路。最后完成对永磁体磁路结构和供电磁路结构的尺寸优化设计,令该新型结构可以满足设计要求并制作了一台样机验证了该优化结果     

轴向磁通永磁同步电机气隙磁场解析计算

针对双定子单转子表面嵌入式轴向磁通永磁同步电机的气隙磁场进行了解析研究。建立了气隙磁场的解析模型,将轴向磁通电机等效成直线电机并建立了等效面电流模型来求解空载工况下的气隙磁场。根据电磁场理论中的唯一性定理,给出了满足泊松方程的边界条件,并将分离变量法应用于泊松方程的解析解来计算电机三相定子电枢绕组作用下的气隙磁场。通过将空载下的气隙磁场与电枢绕组作用下的磁场叠加来预测电机负载工况下的气隙磁场。最后用三维有限元仿真计算结果与解析模型的计算结果相比较,证明了解析法可以有效地计算轴向磁通电机的气隙磁场,为轴向磁通永磁同步电机的解析分析和优化设计提供了基本手段。     

电压型螺线管式脱扣器的设计与有限元分析

针对某一电压型螺线管式脱扣器的结构,从理论磁路分析及静态、瞬态有限元仿真两个方面进行脱扣器电磁力的计算.结果表明,采用有限元分析方法模拟漏磁对电磁力的影响,能得到更加准确的分析结果,并能得到更多对设计有改进的结果输出.     

永磁机构在空气式断路器中可行性分析及其MATLAB仿真*

提出了一种新型的永磁机构(PMA)代替之前运用在空气式断路器(ACB)中弹簧机械机构的模型.通过有限元分析法分析永磁机构在开闸与合闸位置各种情况的磁场情况,然后根据仿真结果优化计算结果,并将计算好的电磁参数导入到以MATLAB为基础的仿真系统中.MATLAB联合仿真通过模拟PMA合闸与分闸过程,以及对仿真数据的分析,最后认可了PMA能够对空气式断路器的开合过程进行有效的控制,并且展现出了比传统弹簧机械结构更好的优越性.     

电励磁爪极发电机气隙磁场与径向电磁力的解析计算模型

爪极发电机因其特殊的转子结构导致磁场空间分布复杂,通常需要建立三维有限元模型对其进行计算分析。而三维有限元方法计算费时,且不便于分析发电机结构及电磁参数对磁场和电磁力的影响,因此提出一种气隙磁场与电磁力的解析计算模型。首先,考虑定子相电流谐波对气隙磁动势的影响及爪极倒角和定子开槽对气隙磁导的影响,建立气隙磁场的解析模型;在此基础之上,利用麦克斯韦应力张量法建立径向电磁力的解析模型,并依据解析模型对爪极发电机电磁噪声影响最大的36阶电磁力来源进行分析。所建解析模型的计算结果与有限元计算结果吻合,有限元结果得到了样机试验验证,从而说明了解析模型的准确性。     

电主轴用电磁式主动平衡装置启动磁场仿真分析

为了有效抑制机床电主轴在加工过程中的实时质量不平衡,提出了一种含永磁体的电磁式在线主动平衡装置结构。在进行该平衡装置电磁设计时,启动磁场设计是否合理至关重要。根据平衡装置结构特点,采用二维简化模型,以磁场分布云图和磁通密度大小为主要指标,对磁源和气隙的影响规律进行了详细研究。根据有限元仿真分析结果,驱动电流、磁体和空气隙是启动磁场设计的敏感参数,特别是驱动电流、磁体长径比和磁体与磁性齿之间的空气隙对启动磁场的影响较大,在设计中需要根据有限元仿真的结果进行优化选择。     

基于电磁斥力机构的快速接地开关的仿真与设计

快速接地开关通过装置的快速动作形成的金属性短路熄灭故障电弧,从而保障设备以及人身安全。通过理论分析以及有限元仿真软件（ansoft）研究了快速接地开关最重要的两部分：电磁斥力机构以及永磁保持机构。通过改变电磁斥力机构的结构和电气参数获得了这些参数之间的关系并且设计了新型快速接地开关。仿真结果表明,样机的反应以及合闸时间都与设计相符,达到了快速接地开关的设计要求。     

永磁体参数对双定子球形电机磁场影响的研究

永磁球形电动机采用不同的永磁体结构参数,对电机的电磁场会产生一定的影响。论文提出一种新型双定子永磁球形电动机,建立不同的永磁体参数的电机模型,对比分析不同参数的永磁体结构对电机电磁场的影响。利用三维有限元法分别对电机内外磁场进行建模分析,得到了气隙磁通密度径向分量分布数据。同时,针对永磁体的结构参数进行了静磁场磁通密度和磁场分布计算,建立了球坐标系下永磁体磁场有限元求解模型,进行对比分析。理论分析和实验结果表明了所设计结构的有效性,文中对转子永磁体的磁通密度进行了测试,与仿真计算结果一致。