永磁电机中永磁体尺寸优化设计

在永磁电机的设计中 ,永磁体尺寸的确定是非常重要的。传统的永磁体尺寸设计采用经验公式来估算 ,不准确亦不具有普遍性。本文提出一种新的永磁电机中永磁体尺寸的设计方法 ,即用ANSYS软件对永磁电机的磁路进行有限元分析 ,计算出磁路的主要漏磁系数 ,再由磁路计算 ,得到永磁电机所需的永磁体大小。通过对一台 2 .2kW的永磁同步样机做试验分析 ,所得的试验结果与仿真结果非常接近 ,说明永磁同步电机设计及仿真程序结果的可行 ,能直接应用到永磁电机的设计制造之中     

基于Maxwell 12的稀土永磁同步电机设计优化

针对传统的场路耦合法设计,永磁同步电动机磁路计算不准确的问题,采用永磁电机设计软件Maxwell 12完成对永磁同步电动机的设计优化。首先用该软件中的磁路法设计软件Rmxprt进行设计,对其中永磁体磁化方向长度和气隙对电机性能的影响作进行分析;然后再用其中的有限元分析软件Maxwell2D对永磁同步电动机的电磁场进行仿真,对设计进行合理性分析,最后结合两者的结果完成电机的优化设计。     

永磁直线电机空载漏磁系数的解析表达

针对有限元法求解永磁直线电机空载漏磁系数时计算量大的问题,根据磁路法和电机结构尺寸提出了一种永磁直线电机空载漏磁系数的解析表达方法。在永磁直线电机气隙长度、极弧系数和永磁体厚度分别变化的情况下,其空载漏磁系数的解析解与有限元分析结果十分接近,证明了所提出的解析表达方法的正确性。该方法简单方便,非常适用于永磁直线电机的设计和优化。     

表面-内置式永磁同步电机优化与特性分析

针对表面式永磁同步电机弱磁调速范围小、功率密度低,内置式永磁同步电机转矩脉动大、漏磁凸出、机械强度差等缺陷,提出一种新型表面-内置式永磁同步电机。采用有限元法建立表面-内置式永磁同步电机仿真模型,计算表面-内置式永磁同步电机的电磁参数,建立电机的等效磁路模型。对内置永磁体体积和表面永磁体体积的比值、永磁体的形状进行优化设计,分析电机的转矩波动和力能指标与内外永磁体体积比值和永磁体形状的关系。分析有限元计算结果,验证了设计及优化的电机参数的合理性和此结构电机性能的优越性。     

分数槽自起动永磁同步电机的设计研究

介绍了分数槽自起动永磁同步电机的设计方法,讨论了分数槽绕组、永磁体、定/转子设计中要注意的问题,并基于Ansoft的RMxprt磁路分析软件对电机参数进行磁路计算分析.设计并建立了较为准确的分数槽电机模型.主要研究了转子阻尼槽槽型尺寸对电机性能的影响,为分数槽绕组永磁电机的优化设计提供了可靠的参考依据.     

永磁电机磁体尺寸与气隙磁通密度

本文以永磁电机等效磁路为基础,导出永磁电机气隙磁通密度与永磁体几何尺寸之间的关系、永磁体最大磁能积与电机工作点的确定,以及提高永磁电机抗去磁能力,保护电机磁稳定性之间的关系。可供永磁电机设计参考。     

永磁直流电动机用永磁体形状分析

在永磁直流电动机的设计中,永磁体形状和尺寸对电机性能、包括换向性能有非常重要的影响.选择合适的永磁体形状和尺寸有重要意义.瓦片形磁极结构是永磁直流电动机常用的磁极结构之一.运用场路结合的方法,通过Ansys软件,比较和分析了不同瓦片形磁极形状和尺寸对永磁直流电动机性能的影响,并通过样机试验验证了分析结果的正确性,最后得到不同永磁体形状性能特点的结论.结论对永磁电机的设计有一定指导意义.     

分布式系统用盘式永磁同步发电机的设计与仿真

盘式永磁发电机的磁通为轴向,其磁路与传统电机相比具有很大不同。介绍了分布式系统用盘式永磁发电机的结构特点并推导了其基本的电磁关系;通过经验及计算分析确定了电机的各尺寸和永磁体材料,利用Ansoft Maxwell 3D软件对电机的静态和瞬态磁场进行了仿真计算并对其磁场分布、电磁力、磁链等进行了分析。结果与设计相符,同时为改善风力发电机系统参数提供了理论依据,方便了电机的优化设计,可以有效降低研发成本,提高设计精度。     

双绕组定子永磁型无轴承电机设计

提出了一种12/8极双绕组定子永磁型无轴承电机,分析了其结构与径向悬浮力产生原理,推导了电机的功率方程,确定了电机的定子内径与轴长。从电机的等效磁路入手对定转子极弧和永磁体尺寸进行了计算。初步确定了电机的主要尺寸参数,用有限元法(FEM)对该尺寸电机的悬浮特性和转矩特性进行了计算和分析,计算结果验证了设计方法和理论分析的正确性。     

新型切向电机永磁体设计方法研究分析

切向永磁同步电机内永磁体设计直接影响电机的转矩密度、功率密度及电机效率,本文针对铁氧体切向式永磁同步电机的永磁体结构及尺寸设计进行研究,在转子的极限尺寸约束范围内,通过扫描永磁体各方向的尺寸仿真电机效率,根据电机最高效率分析永磁体厚度、宽度设计的最优取值区间,为高效切向永磁同步电机永磁体设计提供参考。     

双层V型双三相永磁同步电机的电感计算与转子结构优化

电感是永磁同步电机控制中重要的性能参数,是电机设计的关键。双三相永磁同步电机性能计算需要准确的计算电感及磁链等相关参数,而电机在运行过程中受磁路饱和与磁路交叉耦合效应影响严重,常规方法无法准确计算。本文采用冻结磁导率法对电机交直轴电感进行计算分析,通过改变交直轴电流大小,分析电感变化规律。分析双层V型永磁体张角及永磁体间距的变化对电机性能的影响,在保证永磁体的用量不变的情况下增大了凸极率,提高电机的过载能力。     

42 V汽车用永磁发电机的电磁设计

在分析永磁同步发电机工作原理的基础上,根据汽车用永磁同步发电机的特点及要求,对电机主要尺寸的确定、永磁体尺寸的确定、极弧系数的确定以及定子绕组的设计等电磁设计过程进行了详细分析。采用等效磁路的方法计算得到一台42 V汽车用永磁同步发电机的设计结果。并在此基础上,进一步分析研究该电机,得到功角关系曲线、功率与效率的关系曲线、极对数与效率的关系曲线、气隙长度与效率曲线。     

永磁铁氧体的充磁极头设计及其对电机性能的影响

永磁体磁性能是否充分得到发挥,不仅影响永磁电机的磁路尺寸和外形尺寸,而且也影响永磁电机的性能指标和运行特性。由于铁氧体材料在永磁电机中的广泛应用,对提高永磁体磁性能的有关传统或新兴技术、理论的研究也日益深入,且具有广泛前景。其中对永磁体充磁的研究也受到了重视。本文从对永磁铁氧体材料特性、电机中磁密分布波形的分析,给出充磁极头具体设计和选择方法。同时提出对永磁体连续重复     

永磁牵引电机不同转子结构对电机性能的影响

牵引电机由于交轴和直轴磁路不对称而会产生磁阻转矩,而磁阻转矩的利用情况对于电机的过载能力和功率密度有一定影响。本文对一台20 kW牵引电机不同转子结构的电抗参数进行有限元计算,并通过试验验证;经过对比分析得出V形转子和V—形转子更加适合永磁牵引电机。此外,通过对比不同永磁体结构尺寸,得出改变永磁体的夹角和圆心距能够最经济化地提升电机整体性能。     

基于有限元分析的永磁无刷直流电机设计

当今国内外在对电机进行有限元分析时,主要观察电机的二维磁场分布,没有对电机的起动过程和稳态特性进行分析。基于有限元分析建立了永磁无刷直流电机的二维和三维有限元模型。在二维分析中,从考虑起动过程和不考虑起动过程两个方面仿真计算了电机的机械瞬态下电机特性和性能。在三维模型中,根据磁场在电机中的分布,分析了磁路和尺寸设计对电机性能的影响,从而提出了一种对电机设计的一套完整方案。最后将仿真结果与试验结果进行比较,验证了仿真的可行性和可靠性。     

内置式永磁电机磁极优化及磁热耦合仿真

针对分数槽集中绕组永磁同步电机的损耗高、效率低等问题,提出通过对内置式永磁电机转子磁路结构进行优化的方式来提高电机效率,并利用有限元方法进行计算、建模仿真和验证。利用有限元分析方法,分别针对一字型、弓型、阶梯型、线性型等转子磁路结构电机进行空载、负载的电磁计算与分析,计算结果表明,在电机功率、尺寸、转速相同,永磁体用量和位置相同的情况下,磁极优化后电机的反电动势波形更好、损耗更低、效率更高。为了进一步验证电磁场分析结果的正确性,将电磁计算结果以热载荷的形式加载到电机有限元温度场仿真的模型中,通过有限元电磁场与温度场耦合仿真,进一步证明磁极优化后电机的效率显著提高,温升明显下降,电机磁极优化可以大大提高电机的效率。     

基于等效磁路法的永磁同步电机特性分析

针对有限元法在电机设计初期计算量大且耗时长的特点,为8极9槽永磁同步电机提出了一种相对简单且准确的等效磁路法计算模型。模型中把一个永磁体根据磁路分为几部分,给出了考虑永磁体通过定子齿端部产生漏磁时的永磁体模型。该等效磁路网络同时考虑了磁路饱和、齿槽效应和电枢反应等现象。永磁体漏磁不进入电枢绕组,对绕组磁链和电枢反电势并不起作用,因此在模型中把该漏磁单独考虑。通过迭代的方法,来求解铁心磁导。采用节点磁位法来求解该模型网络,得到电机的磁场分布。在此基础上对电机绕组磁链、电枢反电势和齿槽转矩等特性进行分析计算。同时建立了2D有限元模型,对电机磁场和特性进行分析。最后将等效磁路法模型和有限元模型得到的结果进行对比,验证了等效磁路模型的正确性。     

异步起动永磁同步电动机起动过程中永磁体平均工作点的解析计算

针对采用时步有限元法研究异步起动永磁同步电动机起动过程中永磁体工作点的变化时存在计算时间长、不适合电机设计阶段的快速计算的问题,通过将异步起动永磁同步电动机的动态数学模型和磁路计算模型结合,建立了异步起动永磁同步电动机起动过程中永磁体平均工作点的解析计算模型。利用该解析计算模型计算了3台样机起动过程中永磁体平均工作点的变化,分别得到了电机起动过程中最大退磁磁场出现时的永磁体平均工作点和电机稳定运行时的永磁体平均工作点。通过与有限元法的计算结果作比较,验证了该解析计算模型的准确性,可为该类电机的快速设计提供参考。     

基于拟牛顿法和模式搜索法优化永磁发电机

采用拟牛顿方法和模式搜索方法对一台汽车用永磁发电机进行了优化设计.在给出一台42V汽车用永磁发电机等效磁路和设计流程图的基础上,采用等效磁路的方法设计该永磁发电机.选择定子外径、定转子有效长度、定子槽尺寸、永磁体径向厚度以及线径等多个参数为优化变量,选择电机效率为优化目标.采用拟牛顿优化方法和模式搜索法对电机进行优化,给出优化结果.本文对汽车用永磁发电机的参数计算和优化设计等提供了一定的理论参考.     

基于JMAG软件的高速永磁电机的研究与设计

基于磁路分析设计法,提出了5kW高速永磁电机的设计方案,并对设计过程中的电机极数、永磁体厚度、绕组节距以及极弧系数进行了优化仿真。通过JMAG软件建模仿真,完成了对高速永磁电机的磁密、磁感线、空负载电动势以及电机转矩的分析,该电磁方案可为高速永磁电机设计与优化分析提供一定的理论依据。