用边界元法改进永磁同步电动机样机设计

80kW永磁同步电动机试制过程中出现了温升及效率问题，分析温升高、效率低的原因，提出解决问题的优化措施，给出改进前后的试验结果表明：通过磁路分析进行结构优化，永磁电机的性能大为改善，与同额定转矩异步电机相比，永磁电机的功率因数和效率都有较大的提高。     

用边界无法改进永磁同步电动机样机的设计

绍80kW永磁同步电动机试制过程中出现了温升及效率问题。分析温升高、效率低的原因,提出解决问题的优化措施。给出改进前后的试验结果表明:通过磁路分析进行结构优化,永磁电机的性能大为改善,与同额定转矩异步电机相比,永磁电机的功率因数和效率都有较大的提高。     

永磁直流电动机参数的粒子群算法优化设计

为提高永磁直流电动机实际运行性能,分析影响永磁直流电动机性能的主要可变设计参数,同时对电机优化设计中的优化目标、优化设计变量以及约束函数进行了研究。使用带有动态渐变惯性因子的粒子群法对电机的主要工作参数进行优化,同时与传统优化算法中正多面体法做出对比,使用VB软件完成了永磁直流电动机CAD系统优化设计模块的开发。优化结果显示,粒子群算法在电机参数的优化设计中有着较为良好的优化效果,永磁直流电动机运行效率得到了提高。     

电动汽车驱动用永磁同步电动机系统效率优化控制研究

为提高电动汽车续行里程,提出一种电动汽车驱动用永磁同步电动机系统的自适应效率优化控制策略,在电动汽车任何工况下都能够快速找到电机系统最大效率运行点.为提高效率优化的快速性,本策略采用了永磁同步电动机电气损耗数学模型结合模糊逻辑控制及转矩补偿的方法.开发了基于TMS320F240DSP的电动汽车驱动用永磁同步电动机效率优化控制系统.实验结果证明了本策略的有效性.     

变频驱动永磁同步电动机能效检测研究

本文依据最新的国家标准对此类电动机的效率检测做了详细的说明,介绍了目前普遍采用的确定变频器驱动永磁同步电动机效率的试验方法,从热试验、负载试验检测所得到的数据中,经过整理分析得出电机的效率。     

永磁直线同步电机的动态模型建立以及IGA优化设计

在分析永磁直线同步电动机数学模型的基础上,构建了永磁同步直线电机的动态仿真模型,进行了仿真试验。并运用数学规划中的最优化理论,采用自适应参数调整和适应值定标相结合的改进遗传算法对永磁直线同步电动机进行优化设计。     

内置式“一”型永磁同步电动机的转子结构优化

为了提高6极36槽内置式"一"型永磁同步电动机性能,通过对永磁体的厚度和嵌入深度进行优化分析,提高电动机的功率因数和效率。基于Maxwell 2D对永磁体的厚度和嵌入深度进行优化仿真,分别得到最佳永磁体厚度和嵌入深度,为永磁同步电机提高功率因数和效率提供了一种可靠的方法。最后试制了样机,通过和原先电动机进行对比分析可知,该电机的功率因数和效率同时得到了提高,该文在工程实践和理论上有较高的参考价值。     

高精度永磁同步电动机矢量控制系统的设计

从永磁同步电动机发展初期到现在,永磁材料的不断更新和发展大大提高了永磁同步电动机的运行性能与效率,尤其是为永磁同步电动机在高精度伺服控制领域增添了新活力。本文首先介绍了高精度永磁同步电动机伺服控制的优势与发展潜力,然后通过分析与推导其数学模型,得到 id=0的控制方式可以实现永磁同步电动机输出电磁转矩的线性化控制,最后利用 MATLAB/Simulink仿真软件建立了仿真模型,并对该控制方案进行了仿真试验验证,仿真结果表明搭建的控制系统模型达到了预期控制精度。     

绕组反电势大小对双凸极永磁电动机运行的影响

绕组反电势是双凸极永磁电动机的重要参量之一。在电动机设计中，根据应用场合的指标要求对绕组反电势进行优化设计有助于电动机运行性能的提高。文中针对转子斜槽式12/8极双凸极永磁电动机，简析了应用单斩电流滞环控制的电机功率变换器的工作原理，阐述了反电势大小的变化对系统损耗、功率桥损耗分布及对电动机出力的影响，得出反电势大小的优化选择原则，并根据某航空用9 kW电动机驱动系统的技术指标要求，给出电动机绕组的优化设计方案。绕组反电势优化前后的测试结果表明，反电势优化选取后，系统效率显著提高，运行性能明显改善，证明了文中分析及设计的正确性。     

电动汽车用永磁同步电动机弱磁控制系统研究

电动汽车用永磁同步电动机在基速以下恒转矩运行,在基速以上恒功率扩速运行。在分析永磁同步电动机数学模型的基础上,设计了一种具有转速控制和转矩控制两种工作模式的弱磁控制系统。该系统在基于XC164的硬件平台上进行了试验,得到了永磁同步电动机控制系统的转速-转矩特性及效率曲线。试验结果表明,该系统有效满足了电动汽车的弱磁扩速要求。     

Control and operation of a new 8/6-pole doubly salient permanent-magnet motor drive

This paper proposes a new 8/6-pole doubly salient permanent-magnet (DSPM) motor drive, which offers the advantages of higher power density, higher efficiency, and wider speed range. The corresponding control and operation of the motor drive are presented. A variable proportional-integral (PI) controller combined with bang-bang control for the DSPM motor drive is developed. Two operation modes, namely, four-phase and two-phase operation modes, are proposed for the 8/6-pole DSPM motor drive. The drive system is implemented and tested. The results show that the developed control scheme can operate the DSPM motor properly, and the DSPM motor drive offers high efficiency over wide power range and good dynamic performance. Furthermore, the two-phase operation mode of the 8/6-pole DSPM motor offers the possibility of eliminating the torque ripple of the motor drive.     

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。     

非晶合金永磁电机负载损耗及效率特性分析

为了研究采用非晶合金材料代替硅钢片材料制作铁心后,永磁电机在负载运行时的损耗与效率的变化规律,研制了两台相同结构尺寸参数的非晶合金永磁电机和硅钢片永磁电机。利用实验方法测试了两台电机在相同运行工况下的损耗与效率特性,并借助有限元方法对两台电机不同负载率时的损耗进行了对比分析。结果显示,轻载时,非晶合金永磁电机定子铁心损耗低于硅钢片电机,效率优势明显;但随着负载率的增加,非晶合金电机定子铁心饱和严重,导致绕组磁动势波形畸变,由绕组磁动势谐波引起的损耗高于硅钢片电机,非晶合金电机效率优势随负载率的增加逐渐减小。     

参考磁链动态生成的直线永磁同步电机直接推力控制

目前在给定定子参考磁链直线永磁同步电机直接推力控制中,若给定参考磁链大于系统在最佳效率运行时所需的磁链值,造成实际电流的增加,由此带来电机热损增加,对电机绝缘提出了更高的要求,针对这些问题提出了采用根据电机最佳运行效率生成定子参考磁链的控制方法,分别对隐极、凸极两种类型的直线永磁式交流伺服电动机的动态定子参考磁链的生成做了分析研究,并以隐极式直线永磁式交流伺服电动机为例做了仿真分析,结果证实了该方法对节能和提高效率的有效性.     

Power factor and efficiency characteristics of an induction motor with free rotating magnets

We have developed a unique induction motor that has free rotating magnets inside its rotor. In experimental results for a prototype motor, we have obtained superior performance over existing motors in terms of the power factor, efficiency, and output torque. The experimental details are as follows. The power factor of the test motor is significantly improved in comparison with that of a conventional induction motor. The power factor can be held to be unity, leading or lagging by changing the line frequency and/or source voltage. This is a quite unique feature, because the power factor of the usual induction motors always lags. The improvement of the power factor is effective not only in decreasing current loss, but also in decreasing voltage drop in the line and increasing installation capacity. The efficiency of the motor is remarkably higher than that of similar-sized conventional induction motors over a wide output power range. Actually, in ordinary induction motors, the efficiency is reduced as the power and/or the source voltage are decreased. However, the proposed motor is driven at high efficiency by lower source voltages in lower power ranges. The efficiency is improved by reducing the secondary current and the magnetizing current. © 1998 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 125(3): 59–66, 1998     

永磁同步电动机定子铁心采用非晶与硅钢的性能对比

非晶合金具有高磁导率、低矫顽力、低损耗的优势,将其应用于电磁装置以提升性能成为当前的研究热点。针对非晶材料在高速电机中的效率提升已有许多研究,为研究较低转速下非晶材料对电机性能的影响,制作了两台电动汽车转向泵用1.5 kW永磁同步电动机,其中一台的定子铁心采用非晶材料,另一台采用普通硅钢材料。采用电磁场有限元法求解了两台电机在低速下的磁场分布、定子铁心损耗分布和效率。计算结果表明,非晶材料同样能够提升低速电机性能。然后在不同供电频率下进行了计算,结果表明:频率越高,非晶电机的效率高于硅钢电机越多。搭建了实验平台,测试结果表明,在100 Hz、1200 r/min时非晶合金电机效率比硅钢电机高1.4%,与仿真结果一致。     

High-response flux control of direct-field-oriented induction motorwith high efficiency taking core loss into account

Stator core loss has significant adverse effects when an induction motor is controlled by the conventional field-oriented method. Therefore, taking core loss into account should make it possible to control the torque very precisely. In this paper, a direct-field-oriented induction motor with a deadbeat rotor flux controller was developed. The method ensures maximum efficiency in the steady state without degradation of the dynamic response. Simulation and experimental results have demonstrated that this method has higher efficiency and good speed response without any degradation in the transient characteristics     

基于宽频功率测量系统的高压电机能效计量检测平台设计

当前设计的高压电机能效计量检测平台的检测耗时较长,存在效率低和检测准确率较差的问题,因此提出基于宽频功率测量系统的高压电机能效计量检测平台设计。硬件部分设计了绝缘电阻信号采集模块、温度信号采集模块和局部放电信号采集模块,通过继电器开关控制继电器的闭合,避免了电流换向带来的测量误差,提高了电阻检测精度。在软件设计中实现了登陆窗口功能、管理员功能、历史数据查询功能、状态显示功能和报警功能。计算输入信息参数,采用宽频功率系统及开关滤波器组实现基波与谐波的分开测量,得到输出参数,实现高压电机能效的计量和检测。实验结果表明,所提方法设计的检测平台的检测耗时较短、检测结果准确率高,具有一定的实际应用性。     

无稀土永磁辅助同步磁阻电机电感参数研究

本文首先简要分析了永磁体层数、气隙以及永磁体剩磁对永磁辅助同步磁阻电机交、直轴电感参数的影响,然后试制一台无稀土永磁辅助同步磁阻电机和一台稀土永磁同步电机。通过对比测试:无稀土永磁辅助同步磁阻电机由于凸极比的提高能够显著增加磁阻转矩,可以达到同稀土永磁同步电机相当甚至更高的效率。     

双转子异步电动机的研究

本文介绍了一种新型结构的双转子异步电动机的基本结构、工作原理与工作特性,从双转子异步电动机与普通异步电动机的工作特性相比较可知,双转子异步电动机具有更高的效率和功率因数,是一种理想的高效节能异步电动机。