TDY系列低速永磁同步电机充磁工装的改进

TDY系列低速永磁同步电机是一种利用定转子齿槽效应引起气隙导变化来工作的交流低速同步电机，具有可靠性高、使用寿命长、转速低且稳定、转矩大等特点，适用于低速及瞬时转速稳定度要求较高的场合。电机转子由五段硅钢片铁心和两块永磁磁钢圆形薄片及轴、螺母等组成；两块永磁磁钢薄片被夹在三段铁心中间。轴的末端处车有螺纹，组装时以特制的螺母将钱心与永磁薄片压紧，并铆冲螺纹以防松动。充磁工装以前采用图1所示的结构形式，在充磁线圈支架上饶有线圈，充磁时转子通过导磁支架上的孔被横搁其上。充磁线圈支架抵紧转子前后两端铁心，…     

径向充磁永磁同步电机空载气隙磁场研究

永磁同步电机气隙磁场的准确计算是研究电机各项性能的基础。通过运用等效面电流法,推导出了径向充磁永磁同步电机空载无槽时的气隙磁场强度解析计算公式,并利用卡式系数对开槽影响进行修正。利用解析法和有限元法分别对2极18槽径向充磁永磁同步电机样机的磁场强度进行了计算并对比分析,两者结果很吻合,验证了该解析法的有效性和准确性。该解析方法为径向充磁永磁同步电机的优化设计和性能研究提供了一种快捷有效的方法。     

考虑磁路饱和的永磁式同步电机计算

介绍一种考虑到磁路饱和的永磁同步电机转矩和电抗的计算方法。该方法利用有限元法对二维磁场进行数值解析，并给出包含正交磁化现象影响的d、q轴方程式。通过改变转子的位置计算水磁同步电动机的转矩和电抗，给出了转矩和电抗随转子位置变化规律的曲线。实验结果验证了其计算方法的正确性。     

切向结构永磁同步电机的非导磁衬套研究

首先分析了切向结构永磁同步电机非导磁衬套厚度的影响因素,提出了磁钢厚度的约束条件.探讨了气隙δ恒定情况下欲保持气隙磁密Bδ不变时极对数p与磁钢厚度hm之间的关系,研究了气隙δ、漏磁通(j) σ恒定时极对数p与非导磁衬套厚度t的关系;然后分析了气隙δ变化情况下欲保持气隙磁密Bδ 恒定气隙δ和磁钢厚度hm的关系,讨论了气隙δ变化、漏磁(j) σ恒定情况下气隙δ和非导磁性衬套厚度t的关系;并进一步揭示了气隙磁密Bδ、漏磁(j) σ恒定时气隙δ、磁钢厚度hm、非导磁衬套t之间的关系.     

内嵌式永磁同步电机设计中改进型磁路分析

考虑定转子开槽、定子轭及转子轭的影响,提出了一种内嵌式永磁同步电机的磁路模型;推导了等效磁路的简化模型;详细推导了主磁路各段磁路磁密及磁动势的计算,给出了电磁计算程序;详细分析了漏磁路磁密及磁通的计算;分析了漏磁及静态工作点的精确计算,并给出了漏磁及静态工作点电磁计算程序,进而得到电机设计的合理性;利用有限元分析方法验证了该磁路模型的精确性。     

异步起动永磁同步电机的转矩特性

采用场路耦合的二维有限元法,对异步起动永磁同步电机的起动过程以及牵入过程、定位转矩等进行计算;通过与试验结果对比,得到场路耦合有限元法可以准确计算异步起动永磁同步电机的转矩特性的结论;并可以通过准确仿真计算得到电机的优化参数以及优化特性。     

双转子永磁同步电机的磁路建模和磁场分析

为了研究双转子永磁同步电机的设计方法,对电机定子中异向旋转的耦合磁场进行了分析。引入定子铁心径向磁阻和切向磁阻,建立电机的等效磁网络模型,将双转子异向旋转产生的并联磁路和串联磁路交替问题简化为单一的并联磁路问题,得到电机的磁场分析方法。在内外转子上采用不同材料的永磁体,通过优化内外转子半径比,使两个转子产生等大反向的转速和电磁转矩。最后通过有限元分析方法验证了这种设计方法和等效磁网络模型的有效性。     

一种三维磁路永磁电机的集中参数磁路模型

为了研究一种定子采用类爪极磁极铁心形状及环形集中绕组的三维磁路结构的磁通切换型永磁电机,在对空载静磁场及电枢反应磁场进行三维有限元磁场计算的基础上,根据电机在不同定、转子相对位置时的磁场分布情况,对三维磁路结构进行集中参数磁路模型建模,并推导出节点磁动势矩阵,通过对矩阵进行解析计算以及对计算结果的分析,推导出电机各主要电磁参数的解析表达式并进行计算和分析,通过与三维磁场计算结果相对比,验证了该磁路模型计算方法的正确性。由于可采用集中参数磁路模型计算可以节省大量计算时间,可以更方便地进行三维磁路结构电机的各种参数优化,对其他三维磁路和分析工作也具有参考意义。     

对称V型异步启动永磁同步电机齿槽转矩优化

对称V型异步启动永磁同步电机具有较好的启动性能和低耗电量,但齿槽效应明显.为降低齿槽转矩,首先,基于能量法推导出电机齿槽转矩解析式,确定以永磁体宽度、极弧系数、定子槽口宽度、转子轴向长度和转子齿宽为优化参数组合;然后,提出一种参数分层与响应面法相结合的齿槽转矩优化方法,通过最大-最小蚁群系统算法对响应面模型求取最优解;...     

基于动态模型的场路结合法求解异步起动永磁同步电机的起动过程

采用基于动态模型的场路结合法对“V”型磁钢的异步起动永磁同步电机的起动过程进行了研究。到目前为止，有三种常用方法用来分析这种电机的起动过程：解析方法、有限差分法和有限元法。其中，以有限元法的计算最为精确。而有限元法中有包含准动态参数法的场路结合的有限元法和动态参数的场路结合的有限元法。后一种方法可以精确地对永磁同步电机的起动过程进行仿真，同时考虑了集肤效应等非线性因素导致的起动过程中变化的阻抗参数，如：交直轴电枢反应电抗及转子阻抗等。文中给出了较为详细的永磁同步电机的动态模型，并介绍了应用二维非线性涡流场计算这类电机起动过程的基本理论。同时给出了仿真结果并进行了分析。     

Magnetic Circuit Model Considering Magnetic Hysteresis

Quantitative estimation of core loss considering magnetic hysteresis property is strongly required to develop high‐efficient electrical machines. This paper presents a novel magnetic circuit model considering magnetic hysteresis. In the proposed model, dc hysteresis loss is calculated by the Landau–Lifshitz–Gilbert (LLG) equation, while classical and anomalous eddy current losses are calculated in the magnetic circuit. It is demonstrated that the hysteresis loop under PWM wave excitation can be expressed by the proposed model. The validity and effectiveness of the method are proved by comparing with measured values.     

考虑定子外壳漏磁的同极式永磁偏置径向磁轴承磁路模型

同极式永磁偏置径向磁轴承的永磁偏置磁场在定子外壳内形成较大漏磁,而且外壳的有效面积相对工作气隙较大,即使在铁心与外壳间加入隔磁层的情况下,漏磁仍不可忽略,必须进行准确计算。首先直接求解拉普拉斯方程获得隔磁层内的磁场分布,并结合保角变换计算漏磁区域的端部效应,然后求解工作气隙的永磁偏置磁场和电励磁控制磁场,最后建立完整磁路模型和电磁力解析模型。三维有限元仿真结果表明,所建立的磁路模型能准确计算磁轴承工作范围的电磁参数。依据飞轮储能系统的总体需求,设计了径向磁轴承系统,实验结果验证了所建立解析模型和有限元模型的准确性。     

具有变磁阻励磁回路的永磁同步电动机电感参数

为解决永磁同步电动机弱磁问题,提出了一种能够跟随转速自动调节励磁磁阻的新型永磁同步电动机.在介绍电机基本结构和原理的基础上,通过不同励磁下电机磁力线分布,指出了影响交直轴电感主要有永磁体、隔磁磁桥和交直轴电流.并分别就永磁体厚度、隔磁桥尺寸、电流饱和、非导磁体的引入和永磁体的运动,运用有限元数值法计算了交直轴电感.计算结果与电感分析结果和测试结果相吻合.     

基于遗传算法的车用永磁同步电机在线热模型参数辨识方法

随着车用永磁同步电机(PMSM)转速的不断提升,实现对电机绕组与转子温度实时监测在电机热管理系统中至关重要。利用结合电机热模型的在线温升系统同步运算,可以较为经济和准确地对电机关键且难测区域温度进行实时估计。然而,复杂热模型虽然可以保证温度估计的准确度,但会显著提升在线系统的运算量。为解决上述问题,提出了一种新的结合解析化热模型与数据驱动的方法,在实现复杂热模型有效降阶的同时,保证模型精度。经验证,该方法可以将热模型节点数降低超过80%,并使关键区域温度的稳态估计精度达到1.78%,瞬态估计精度达4.18℃,满足热管理系统的快速响应需求和精度要求。     

架空导线动态增容的热路法暂态模型

建立了架空导线动态增容的暂态热路模型,通过监测导线温度及导线周围环境温度便可实时计算出架空导线的允许载流量。设计了室内导线加载阶跃电流的实验,结果表明导线温度的理论计算值大于实测值,最大误差小于1℃,温升时间与环境热阻有关。设计了室外导线加载恒定电流24h的实验,通过暂态热路模型计算出导线实时最大允许电流,并初步分析了环境条件与导线温度的关系。     

混合励磁磁通切换电机等效磁路模型

混合励磁磁通切换电机（flux-switching hybrid excitationmachine,FSHM）是一种新型定子励磁型交流无刷电机,具有磁链双极性、结构简单、功率密度高、运行可靠等优点。改变电励磁绕组电流的大小和方向,实现了对永磁气隙磁场的有效调节与控制,而引入导磁磁桥可提升气隙磁场调节范围。以建立电枢绕组磁链最大位置的等效磁路模型为切入点,推导了峰值磁通表达式,探索了磁桥段相对磁导率的估算方法,结合有限元仿真分析了磁桥厚度变化与磁桥式FSHM初始气隙磁密、磁桥磁密、气隙磁场调节能力、磁力线路径转移等特性的关系。样机的有限元仿真及实验结果与等效磁路模型预测趋势基本一致,验证了建模方法与理论分析的正确性,可用于指导磁通切换电机的设计与性能分析。     

非正弦供电十五相感应电机磁路计算方法

鉴于电机气隙磁势为非正弦分布磁势,提出分布磁路法对非正弦供电十五相感应电机进行磁路计算并求出激磁电抗。分布磁路法从基波和3次谐波合成磁势出发,在电机半个极范围内进行等间隔周向分块,通过迭代计算得到沿圆周各节点气隙磁密,并由傅里叶分解得到基波和3次谐波磁密。以等值电路为基础同时结合分布磁路法,迭代计算给定电压下基波激磁电抗与3次谐波激磁电抗。对非正弦供电十五相感应电机样机进行空载实验,得到基波激磁电抗与3次谐波激磁电抗实测值。激磁电抗计算值与实测值相互吻合,说明了分布磁路法的有效性和准确性。     

新型组合永磁偏置磁轴承磁路模型建立及优化设计

径向-轴向组合永磁偏置磁轴承具有结构紧凑、损耗低的优点,本文给出了一种新型结构混合型径向-轴向磁悬浮轴承的原理结构,首先建立了其等效磁路模型,基于等效磁路模型推导了该磁轴承的悬浮力解析表达式及其所特有的补偿线圈的补偿原理和补偿方法。然后采用电磁场的有限元方法验证了该等效磁路模型及有关补偿计算的正确性。最后为了改善磁轴承的性能并更好地满足工程需求要求,基于等效磁路模型,采用多目标粒子种群算法对该轴承进行了优化设计研究,通过优化设计模型与初始模型的对比研究,验证了优化的有效性。     

带并联电抗器的双回线故障测距算法研究

超、特高压输电线路为了补偿线路的容性充电功率,控制无功潮流,稳定网络运行电压,限制潜供电流等,一般要安装并联电抗器。由于并联电抗器的安装,直接测取双回线两端母线处的电压及线路流过的电流进行测距,必然会引起误差。采用基于反序网的双端量算法进行故障测距,并根据并联电抗器的特点消除其影响。该测距方法在原理上不受线间互感、过渡电阻、分布电容、不同步角的影响。仿真结果表明其具有较高的计算精度。