具有环形槽的复合转子异步电机的电磁场分析和端部系数计算

本文采用解析法求解了一种新型矿用电机－－表面开环形槽的复合转子异步电机的三维磁场，得到了考虑铁磁体饱和时的三维磁场分布；提出了电机端部系数的实用计算公式；通过实验结果，证明了磁场分析与参数计算的正确性。     

组合定子聚磁式横向磁场永磁电机设计与磁场分析

本文在分析了横向磁场电机转矩提升原理的基础上，提出了一种新型的组合定子聚磁式横向磁场永磁电机，该结构形式特别适合于中小功率横向磁场永磁电机的制造；介绍了该电机的结构特点，并采用三维等效磁网络法进行了样机磁场分析和性能计算，样机的初步试验结果与计算结果基本吻合。     

盘式无刷直流电机分析方法与设计中的关键系数研究

通过分析盘式无刷直流电动机的三维磁场分布规律，提出了磁密分布系数的概念以考虑这种电机磁场三维分布的影响，改进了这种电机的设计方法；提出了精确计算这种电机设计中关键系数的方法，并给出了关键系数的工程曲线。最后通过样机验证了计算方法和设计曲线的正确性。     

爪极电机空载时三维磁场的数值分析和电感计算

该文通过三维电磁场数值分析方法对一台35A交流汽车爪极发电机的空载磁场分布进行了计算，分析了电机各部分的磁场以及电机气隙磁密波形，对于不同爪极截面处也进行了计算和磁场显示，在此基础上，利用能量摄动法进一步研究和计算机了空载时电机各绕组的自感和互感，从而得出了空载时的相电压波形；与实测结果比较，证明了计算结果的正确性，对于计算负载时爪极电机的电感以及进一步研究混合励磁的爪极电机均具有一定的参考价值。     

无铁心轴向磁通永磁电机的磁场解析计算

轴向磁通永磁电机磁场呈三维结构且磁路复杂，采用有限元法求解电机的气隙磁场将会耗费大量的建模及仿真时间，针对该问题，采用解析法对电机的空载磁场进行计算，通过将电机沿径向分成多个截面，使三维的轴向磁通电机等效为多个二维直线电机的组合体，在直角坐标系中求解拉普拉斯方程，得到矢量磁位，代入边界条件对磁场进行求解。计算电枢反应磁场时，采用多层电流片法进行求解，与有限元仿真结果对比，验证了解析法的可行性，提高了无铁心轴向磁通永磁电机磁场计算和电机参数设计的速度。     

新型横向磁场电机的标量磁位三维磁场分析与参数计算

提出了一种新型横向磁场电机（TFM），定子采用E型铁心，可以大大降低加工难度和制造成本。但是，该电机磁路复杂，需采用三维场场进行分析。在三维有限元磁场中，如果对电流区域进行适当处理，采用标量磁位进行分析，与采用矢量磁位相比，可大大提高计算速度。对电流区域在三维磁场计算中的处理方法进行了推导，根据所推导的原理编制三维有限元软件，利用该软件对样机磁场进行计算。试验结果表明了该方法的正确性。     

一种新型矿用电机—复合转子异步电机谐波电磁场的三维分析

对一种新型矿用电机－复合转子异步电机中定子高次谐波磁势在有限长转子中所产生的涡流磁场进行三维分析。结论是，谐波磁场的三维特性比基波磁场明显减弱，谐波磁场的次数越高，磁场趋趋于二维分布，在各次谐波磁场中，齿谐波磁场较强，有时甚至强于任何其它高次谐波，因此设法削弱齿谐波磁场是降低谐波转矩和附加损耗，提高电机效率的有效方法。     

大型空冷汽轮发电机端部磁场数值计算

针对空冷汽轮发电机端部磁场计算中存在的问题，采用 三维有限元法建立了大型汽轮发电机端部三维涡流场的数学模型，模型充分考虑了定、转子铁心的端部效应和定子齿压指、压板、磁屏蔽、压圈等端部结构件和定、转子端部线圈的实际几何形状以及材料性质的影响。提出用二维磁场和三维磁场耦合求解的方法确定边界条件，该方法既能够保证计算精度又减少了求解区域，节省了计算时间；并给出了定子绕组端部渐开线模型的网格生成方法，利用该方法能准确模拟电机端部绕组的实际情况；以1台QF-150-2型空冷汽轮发电机为例，计算了计及涡流时汽轮发电机空载、满载端部电磁场，给出了电机端部结构件中磁场的分布和一些有价值的结论，计算结果验证了方法的有效性。     

一种基于保角映射的考虑端部效应的准三维轴向磁通电机磁场解析模型

轴向磁通永磁电机气隙磁场三维分布不均,且在电机内、外径处端部效应明显,应建立三维磁场模型来进行电机性能分析,而三维有限元计算十分耗时,因此需建立(准)三维气隙磁场解析模型.现有的考虑端部效应的AFPMMs气隙磁场解析模型,大多基于三维FEM辅助建模或等效磁路的方法,存在耗时过多或建模精确度不高的问题.针对以上不足,建立...     

无刷直流盘式电机涡流计算

盘式电机的磁场是一个复杂的三维磁场,采用传统二维磁场有限元法来计算盘式电机定子绕组涡流损耗结果相差很大;若采用三维磁场有限元法来计算则会浪费大量时间,介于这两点,该文提出一种参数化建模的分环法,即把三维磁场的盘式电机转化为多环的二维磁场直线电机,理论上可把盘式电机分割为无数个沿着径向叠加的直线电机,即可节约计算时间,又能提高计算精度,随后所设计的11 kW无铁芯定子绕组无刷直流永磁盘式电机样机实验结果也证明了理论计算和工程设计的准确性、可行性和计算过程的快速性,为后续进行电机进一步优化设计奠定了基础.     

多极永磁无刷直流电动机瓦形磁钢气隙磁通密度的解析计算

利用永磁体的等效面电流法,求得多极平行充磁内外圆弧不同圆心不同半径瓦形永磁体在电机定子内表面产生的径向磁通密度的解析计算公式。通过对一台多相无刷直流电动机的解析计算结果与反电动势的实测值比较,验证了电磁场解析计算公式的有效性和正确性。推导给出的内外圆弧不同半径、不同圆心平行充磁瓦形磁钢产生气隙磁场的解析计算公式,解决了平行充磁瓦形磁钢难以获取平顶反电势波形的问题,提高了解析法计算永磁电机气隙磁场和参数的精度,为多极式无刷直流电动机优化设计及性能分析奠定了理论基础。     

Laminated steel eddy-current loss versus frequency computed usingfinite elements

Eddy-current loss in laminated steel cores is computed with unusual planar eddy finite elements over the wide frequency range produced in AC motor drives. The loss computed by the finite element method at low frequencies is shown to agree within 1% with a common simple formula. A formula used by radio-frequency engineers is shown to agree within 1% with the finite-element results at very high frequencies. The loss calculations are also compared with published curves from a steel manufacturer. At medium frequencies, no simple formula exists and, thus, the core loss computed by finite elements should be useful in the design of chokes and motors of AC variable-frequency drives     

高压电机定子采用散绕组的绝缘结构分析

高压电机的定子通常采用成型绕组,同时需配套开口槽,导致电机成本增加、气隙磁场谐波含量增大、齿槽转矩增大等一系列问题。为了解决上述问题,可以采用散嵌圆铜线绕组。对于高压电机采用散绕组,绝缘问题是关注和研究的重点。以1台高压散绕组电机为例,利用有限元法分析了高压电机采用散绕组的绝缘结构可靠性,分别分析了匝间绝缘、主绝缘、层间绝缘和端部绝缘的绝缘情况以及主绝缘被冲片毛刺划伤情况下的电场强度分布,并根据分析结果针对电机槽内绝缘做出了优化,制造了1台样机并对样机进行了耐电压试验。验证了高压电机定子采用散绕组在一定程度上是可行的,为高压电机定子绝缘结构设计提供了参考。     

少稀土组合励磁永磁无刷电机设计与分析

基于采用稀土永磁和非稀土永磁组合励磁的磁钢结构,提出了一种并联磁路型的少稀土组合励磁永磁无刷电机。介绍了该电机的拓扑结构及运行原理,并在此基础上结合电机功率尺寸方程和励磁源等效方法,给出了电机的初始设计方法并优化确定了相关的设计参数。利用有限元方法深入分析了电机在空载和额定负载条件下的电磁性能。加工了1台5 k W样机,搭建试验平台进行了相关的试验,结果表明了该电机拓扑结构和优化设计方法的有效性。     

Research on motor with nanocrystalline soft magnetic alloy stator cores

We built a prototype motor with NANOMET stator cores. NANOMET is one of the several nanocrystalline soft magnetic alloys [1]. The motor iron loss and other characteristics of NANOMET were compared with 35A360, which is one of the widely used conventional electromagnetic steel sheets, and the effectiveness of the new material is shown. This paper describes the methods to build NANOMET stator cores, and presents the evaluation results of the prototype motor.     

一种无刷直流电机无传感器起动方法研究

该文提出了一种利用霍尔传感器提取无刷直流电机开环加速启动参数,通过计算拟合,将其应用到无传感器控制策略中,从而实现无刷直流电机无传感器可靠起动的新方法。用数学方法对无刷直流电机的速度计算公式进行了推导,并用Matlab、Maxwell软件对400 W电机样机参数进行了仿真,仿真结果表明理论推导的正确性。利用400 W电机样机进行了实验,实验结果表明,在0~400 W功率范围内,电机均可无传感器顺利启动,速度稳定在1500 r/min,扭矩达到27 kg.cm,效率最高达到85.5%。     

基于遗传算法的高过载永磁伺服电机设计与优化

提出一种具有高过载能力的内置式永磁同步电机设计方案。首先分析了影响永磁同步电机过载能力的因素，从输出特性的基本公式出发，研究了电机交直轴电抗和空载反电动势对极限输出转矩的影响方式；其次，用有限元法对上述影响方式进行验证并对比分析出在同等约束条件下，不同定子齿宽比、磁钢用量的过载能力的大小；最后, 为进一步地提高转矩而提出可供优化的参数, 并通过遗传算法对该电机进行优化后，在提高极限转矩能力的同时降低了波形畸变率和转矩波动，由此研制出一台2kW具有5倍过载能力的IPMSM。     

开关磁阻直线电机的设计及其推力优化

设计了一种开关磁阻直线电机,使用JMAG软件对其进行了仿真和优化。进行了推力公式的推导,研究了导通顺序和初始位置对电机推力的影响,并分析了三种典型情况的磁力线分布。对电机的定子和动子的齿部和轭部高度、宽度及铁耗进行仿真优化,得出了最优参数。将有取向硅钢应用于该电机,研究了推力与轧制角的关系,并与使用普通硅钢的开关磁阻直线电机进行了对比,推力有一定提升。提出在动子齿部开切向槽的方案,结果表明,开切向槽对推力的影响较小,并能显著减小推力波动。     

横向磁场磁通反向电机的特性分析

提出一种横向磁场磁通反向电机结构,电机中的永磁体与电枢绕组均位于定子侧,转子齿嵌入开槽的非导磁材料转子筒中,定转子铁心均可由硅钢片叠压制成。相比传统横向磁场电机,横向磁场磁通反向电机具有结构简单、加工方便的优点。介绍了电机的基本结构,阐述了电机的基本工作原理。利用傅里叶级数法推导了电机的反电动势、电磁转矩以及定位转矩的表达式。利用三维有限元方法,分析了电机的永磁磁链、反电动势、定位转矩和电磁转矩等基本特性。在其基础上研制一台样机并进行初步实验研究,实验结果与有限元结果相吻合,验证了理论分析的正确性。     

三相异步起动永磁同步电动机起动特性

针对永磁电机牵入同步困难的问题,依据永磁电机基本原理和电磁场理论,对异步起动永磁同步电动机的起动性能进行了研究。以一台18．5kW6极切向式三相异步起动永磁同步电动机为例,建立永磁电动机起动过程的数学模型,给出了求解域和假定条件下的有限元方程,采用场路结合法计算了异步起动永磁同步电动机的瞬态电磁场,分析了样机的起动过程及隔磁磁桥尺寸变化和绕组排列不同对电机起动性能的影响。通过样机对模型仿真分析可知,样机具有较好的起动性能,能快速牵入同步转速,采用单双层绕组时起动性能要比采用双层绕组时的起动性能好;隔磁磁桥尺寸对电机的起动性能影响很大,其过大或过小都会使起动性能变差,不利于牵入同步转速。