双V型IPMSM辅助槽对齿槽转矩的影响

针对双V型内置式永磁同步电机（IPMSM）齿槽转矩较大的问题,根据齿槽转矩的产生原理,借助ANSYSmaxwell 有限元仿真软件建立10 极60 槽内置式双V型永磁同步电机模型,探讨在定子和转子上同时开对称辅助槽的可行性,运用双变量参数化分析定子和转子上开对称辅助槽位置、半径对齿槽转矩的影响。最后对比分析开对称辅助槽前后电机的各项性能,结果表明：合理开设定子和转子辅助槽能有效削弱齿槽转矩并保证电机其他性能基本不变。     

转子辅助槽对高速电主轴齿槽转矩的影响机理研究

针对高速永磁同步电主轴中永磁体与有槽铁心相互作用产生的齿槽转矩过高,从而导致电主轴产生振动与噪声的问题,通过在转子齿上开辅助槽来优化电主轴结构.以一台FL系列永磁同步电主轴三相星接Y型电机为模型,利用Ansoft软件对它进行运动仿真和磁场瞬态分析,得到了能有效削弱电主轴齿槽转矩的转子齿辅助槽设计方案.研究结果表明,在转...     

基于遗传算法和TOPSIS法的混合励磁电机齿槽转矩优化

针对切向聚磁型并联结构混合励磁电机（TMPS-HESM）随着励磁电流增加导致齿槽转矩剧增容易引发电机振动噪声的问题，根据齿槽转矩的产生原理，探讨改变转子极靴宽度、磁极偏心距和气隙长度削弱电机齿槽转矩的可行性。借助Maxwell and Workbench and Optislong联合仿真软件建立8极48槽TMPS-HESM模型，运用遗传算法进行全局多目标优化，得到pareto最优解集后使用优劣解距离法(TOPSIS)客观选取最优解。最后对比分析优化前后电机的各项其他性能，结果表明：采用遗传算法和TOPSIS法对电机参数进行优化，能提升电机多目标优化效率，不仅可解决混合励磁电机励磁电流增加导致齿槽转矩剧增的问题，还能有效削弱电机转矩脉动，提升电机平均转矩，在减少电机的振动噪声和提高电机输出转矩方面均取得改善。     

基于谐波注入的永磁电机转矩脉动抑制策略研究

为解决多相永磁电机的转矩脉动问题,该文基于解析法、仿真以及实验的方法,提出一种抑制该类电机转矩脉动的方法。该文首先推导适用于任意相电机反电动势谐波和齿槽转矩引起的脉动转矩的通用解析表达式。然后,基于此模型,从控制的角度出发,提出通过采用电流谐波注入以补偿齿槽转矩和反电动势谐波的控制策略,分析所需注入的电流谐波特性的一般表达式。为验证所提出方法的有效性,以一台三相12槽10极表贴式永磁同步电机为例,通过Matlab/Simulink设计同时考虑反电动势谐波和齿槽转矩的电机仿真模型,搭建基于谐波注入的电机控制系统。此外,为进一步验证所提出的方法正确性,文章也进行相应的实验验证。研究结果表明：补偿前后电机的转矩脉动峰峰值从1.5 N·m降低到0.5 N·m,转速波动从±2.5 r/min降低到±0.7 r/min。     

基于ANSOFT的永磁球形电动机三维有限元分析

为了研究永磁球形电动机的运行性能,对电机的空载特性和带载启动特性进行了分析。建立了永磁球形电动机三维有限元模型,对定子线圈进行分相。仿真分析得出永磁球形电动机空载下自转磁阻转矩及自转反电势随时间变化的波形图并讨论了永磁球形电动机不同电机参数对自转反电势特性的影响;仿真还得到了带载情况下启动自转转速随时间的变化曲线。仿真结果为进一步优化永磁球形电动机结构以及改善永磁球形电动机性能奠定了一定的理论基础。     

弹道修正机构永磁电机的仿真设计及应用测试

依据弹道修正基本原理,对弹道修正装置的气动布局进行分析.完成了弹道修正机构中永磁电机的设计,并对永磁电机齿槽力矩的影响因素进行分析.通过仿真,减小硅钢片槽口宽度可以减小永磁电机的齿槽力矩.利用应变式测力装置,对永磁电机的力矩实际测量可知,修正弹飞行在可修段时永磁电机的力矩大于风阻力矩的20%.结果表明,设计的永磁电机能够满足对舵机的精确控制要求.     

海洋二号卫星大惯量旋转部件干扰力矩抑制技术

海洋二号(HY-2A)卫星要求微波散射计和微波辐射计实现扫描过程中所产生的力矩波动不能影响卫星姿态稳定度。这两个载荷使用永磁同步电动机矢量控制,对负载直接驱动;通过电机本体采用齿槽转矩优化设计、采用固定角度计时法消除量化误差、相电流测量误差控制、逆变器死区补偿等措施,抑制转矩波动。通过电机本体和控制策略进行联合精确模型仿真,分析了系统的转矩波动。由在轨遥测数据分析可得,实现了大惯量旋转部件的精确控制。     

油田用永磁同步电机及控制器优化选型方法

利用永磁同步电机矢量控制理论及抽油机输出功率变化范围大,平均功率小等特点,推导出相电流和电机功率、转子转速之间可量化计算的关系式。通过对相电流、电磁转矩和转子转速在不同工况下的参数匹配,完成永磁同步电机及控制器功率优化的目的。试验证明,经优化选型后的电机及控制器能够满足抽油机的实际需求,节省控制系统的尺寸和成本。     

不平衡磁拉力对永磁同步电主轴动态性能影响机理研究

针对由于定转子气隙偏心引起的不平衡磁拉力影响永磁同步电主轴动态性能的问题。首先分析产生不平衡磁拉力的原因,其次根据电磁理论建立电磁不平衡磁拉力载荷模型,将气隙磁导展开为Fourier级数的形式,通过对定转子表面的Maxwell应力积分得到不平衡磁拉力的非线性解析表达式。基于Ansoft Maxwell电机仿真软件,建立永磁同步电主轴的有限元分析模型,以设定的气隙偏心量模拟不平衡磁拉力造成的气隙偏心,得到电主轴动态性能曲线。仿真结果表明:由于气隙偏心引起的不平衡磁拉力,导致永磁同步电主轴齿槽转矩增大,气隙磁密幅值增大,电主轴振动加剧。     

永磁同步电动机直接转矩控制系统的研究

伴随着电机制造技术、电力电子技术的快速发展,伺服控制系统在工业控制和家用电器等领域中得到了广泛的应用,交流伺服控制系统已经成为伺服控制系统发展的趋势。本文在对三相永磁同步电动机进行理论分析的基础上建立了电机本体的数学模型,进而建立了基于直接转矩控制的永磁同步电动机系统的仿真模型,进行了大量的实验测试。仿真及实验结果表明永磁同步电动机系统既保持了直接转矩控制的快速动态响应特性,同时又有效地减小了转矩脉动。     

电动车驱动用永磁同步电机力矩特性的研究

对影响内置式永磁同步电机转矩特性的三个关键设计参数——永磁体宽度、定子绕组匝数及转子铁心外形进行了研究。以具体样机为例,分析了定子绕组匝数、永磁体充磁方向长度和转子外形对转矩特性的影响。分析结果表明：永磁体宽度接近于整数倍定子齿距可降低负载脉动转矩;采用偏心分段圆弧法优化转子外形有利于提高电机的转矩特性。通过实验验证了理论分析的正确性。     

电动汽车用开关磁阻电机瞬时转矩控制系统研究

介绍开关磁阻电机(SRM)作为电动汽车驱动电机的优势和潜力;根据电动汽车的行驶工况要求和电机自身的转矩特性,设计基于转矩分配策略的车用开关磁阻电机直接瞬时转矩控制(DITC)系统;并基于所设计的控制策略,在matlab/simulink软件中搭建控制系统仿真模型。仿真结果表明,所制定的控制策略改善开关磁阻电机的转矩脉动,使SRM能够满足电动汽车对动力性、系统响应以及乘坐舒适性的要求。     

永磁无刷直流电动机低脉动转矩研究

针对永磁无刷直流电动机在运行过程中存在明显脉动转矩的问题,研究了一种新结构低脉动转矩永磁无刷直流电动机。首先对普通永磁无刷直流电动机在电流换相、极弧系数小于1和电枢反应等3种因素下的脉动转矩进行了物理解析;然后以脉动转矩的变化规律为切入点,提出一种通过电机本体产生2个幅值相同、频率相同、相位互差180°电角度的脉动转矩,实现脉动转矩峰谷互补的抑制策略,并通过理论分析找到了脉动转矩峰谷互补的实现方法;最后研制了低脉动永磁无刷直流电动机及控制器,通过实验验证了脉动转矩抑制的有效性,与普通永磁无刷直流电动机相比,实验结果表明可以减少约70%的脉动转矩。     

永磁无刷直流电动机换相脉动转矩及抑制方法

通过分析永磁无刷直流电动机的换相过程,得到了电动机绕组电流换相产生的脉动转矩表达式。为了验证理论分析的正确性,首先对电流换相产生的脉动转矩及相关特性进行了仿真,然后采用永磁旋转角加速度传感器对电动机轴上的脉动转矩进行了实际测量,验证了电机输出转矩中的脉动转矩分量的客观存在性及相关特性。针对脉动转矩,提出了一种基于峰谷互补的抑制方法,并建立了对应的实验平台开展了实验研究,理论分析和实验测量取得了一致的结果,从而证明了该抑制方法的正确性。     

基于实测相电流的永磁同步电机转矩波动阶次来源分析及幅值预测EI北大核心CSCD

由于转子磁场非正弦分布、定子开槽及电流谐波等因素影响,轮毂永磁同步电机输出转矩中存在波动,驱动转矩波动将给轮毂电机驱动车辆带来振动噪声问题。为分析各因素对转矩波动的贡献及影响机理,通过转鼓倒拖试验实测了电机空载反电动势,进而确定了转子磁场分布情况及转子磁通系数;通过电机驱动转鼓试验实测了电机三相负载电流信号,发现电流中存在丰富的谐波成分并确定了谐波幅值及初始相位;考虑转子磁通和相电流谐波解析推导了电磁转矩表达式,分析了转矩波动阶次来源并根据电流谐波幅值和相位规律预测了各阶次幅值大小,进而确定了转子磁通谐波和电流谐波对转矩波动的贡献;通过实测的振动加速度信号间接验证了转矩波动阶次分析及幅值预测的准确性。结合试验和理论准确分析了轮毂电机转矩波动的全貌及其来源,为电动轮系统的振动优化提供了方向。     

基于实测相电流的永磁同步电机转矩波动阶次来源分析及幅值预测

由于转子磁场非正弦分布、定子开槽及电流谐波等因素影响,轮毂永磁同步电机输出转矩中存在波动,驱动转矩波动将给轮毂电机驱动车辆带来振动噪声问题。为分析各因素对转矩波动的贡献及影响机理,通过转鼓倒拖试验实测了电机空载反电动势,进而确定了转子磁场分布情况及转子磁通系数;通过电机驱动转鼓试验实测了电机三相负载电流信号,发现电流中存在丰富的谐波成分并确定了谐波幅值及初始相位;考虑转子磁通和相电流谐波解析推导了电磁转矩表达式,分析了转矩波动阶次来源并根据电流谐波幅值和相位规律预测了各阶次幅值大小,进而确定了转子磁通谐波和电流谐波对转矩波动的贡献;通过实测的振动加速度信号间接验证了转矩波动阶次分析及幅值预测的准确性。结合试验和理论准确分析了轮毂电机转矩波动的全貌及其来源,为电动轮系统的振动优化提供了方向。     

永磁同步电动机恒磁链控制特性分析

在永磁同步电机数学模型的基础上,根据电机全磁链ψ0和转子永磁体与定子交链的磁链ψf相等的原则,介绍了恒磁链控制法.并通过推导永磁同步电机电磁转矩与定子电流的数学方程,采用查表法建立电流与转矩的拟合关系,使用MATLAB仿真软件建立电机模型,并将恒磁链控制分别与id=0和最大转矩电流比(MTPA)控制方法做了详细对比.仿真结果表明,恒磁链控制法下系统的稳态误差仅有0.478%,稳定性很优秀,且调整时间分别比id=0控制和MTPA控制要快7.7%和27.6%,且功率因数为0.72,均高于id=0控制的0.62和最大转矩电流比控制的0.67.     

永磁同步电机直接转矩控制理论基础与仿真研究

文章对永磁同步电机直接转矩控制系统进行了相关研究和改进。直接转矩控制技术是继矢量变换控制技术之后,在交流调速领域出现的一种新型变频调速控制技术。文章在对永磁同步电机直接转矩控制系统进行理论分析的基础上,搭建了控制系统的仿真模型,仿真结果证明了永磁同步电机直接转矩控制系统的快速动态响应特性。     

开关磁阻电机转矩脉动优化研究

转矩脉动是造成电机振动和噪声的主要原因。为降低开关磁阻电机转矩脉动,研究了一种新型转子齿形,即在传统平行转子齿形的两侧添加半椭圆形辅助铁芯。利用有限元法,对一台12/8极开关磁阻电机建模,通过参数化仿真,得到最优改进模型。同时,为了进一步降低转矩脉动,优化功率变换器开关角,缓解换相时引起的转矩跃变。通过仿真计算得到最佳开通角和关断角组合方案,不仅可以显著降低开关磁阻电机的转矩脉动,而且还缓解了双凸极造成的局部饱和。该方法从根源上减小双凸极结构造成的局部饱和和换相时引起的转矩较大跃变,对于其它的双凸极电机都有借鉴意义。     

整体式卡瓦齿槽结构优化

为提高可溶桥塞中整体式卡瓦的承载能力,对卡瓦齿槽结构进行了优化。首先,开展整体式卡瓦承载能力实验并分析卡瓦失效的原因。然后,应用有限元法建立了整体式卡瓦及与之接触部件的六分之一模型和广义接触关系,分析了单一齿槽结构参数对卡瓦锚定效果的影响,并通过正交试验优选出最佳齿槽结构参数：前排齿槽轴心线距离卡瓦前端25 mm,前后排齿槽轴向间距为15 mm,齿槽轴心线夹角为20°,齿槽轴心线倾角为20°,齿槽深度为7 mm。最后,对齿槽结构优化后的整体式卡瓦进行实物加工并开展承载能力实验,结果表明该卡瓦的轴向承载力可达629 kN,能够承受内径为114.3 mm的套管在井下70 MPa压力环境中受到的轴向载荷。仿真和实验结果表明整体式卡瓦齿槽结构参数对卡瓦的承载能力有重要影响,研究结果对镶齿类整体式卡瓦结构设计具有重要参考价值。