高速永磁爪极电机铁耗与空气摩擦损耗计算

高速电机由于采用高频电源供电,铁心损耗较常规电机突出,且高速旋转引起的空气摩擦损耗亦非常严重。此外爪极电机磁路结构复杂且其磁通呈三维分布,因此需要考虑三维磁场、高频谐波和高速旋转等因素,针对该种高速电机损耗计算模型进行研究。首先通过三维有限元电磁仿真软件对该种电机的磁场分布特点进行分析;然后采用三维正交交变磁化近似等效旋转磁化建立铁耗计算模型,并考虑高频谐波对其影响,通过与有限元软件计算结果对比,验证了计算模型的准确性;此外针对转子转速、转子表面光滑度、轴向风速等因素对空气摩擦损耗的影响进行分析;最后通过实验验证了铁心损耗和空气摩擦损耗计算方法的准确性。     

用双标量位法计算含永磁体的三维静磁场

本文在双标量位思想的基础上,建立了用双标量位求解含永磁体的三维静磁场数学模型和离散求解方法。通过对两种模拟永磁体磁效应时场的数学模型的比较,认为等效磁荷模拟永磁体磁效应更适合用双标量位计算含永磁体的三维静磁场。文中用有限元法、加权余量法和伽辽金准则对数学模型进行了离散化处理。并以两台容量不同的稀土永磁同步发电机为例,计算了其三维静磁场。由此得到的气隙基波磁通和漏磁系数与试验求得值均相吻合。     

基于面电流法的Halbach阵列音圈电机磁场求解

为了对音圈电机的性能进行提升,需要对其磁场分布进行准确的计算。本文首先根据安培分子环流假说,对于均匀磁化的永磁体,用平行于磁化方向的面电流产生的磁场等效替代永磁体所产生的磁场,推导了等效面电流的磁场分布;之后用镜像法替代磁轭,简化计算量;计算了Halbach阵列音圈电机的气隙磁场分布。最后通过使用Ansoft有限元软件对该音圈电机进行仿真,并且将数值仿真解和面电流解析解相比较,两者结果吻合良好。     

盘式开关磁阻电机临界重叠位置磁化曲线计算

针对三维有限元方法分析轴向磁场盘式开关磁阻电机时计算机配置要求高、耗时长及不适于电机的优化设计和基于定转子极中心线对齐位置和定子极中心线和转子槽中心线对齐位置这两个关键位置的磁路法计算精确度不高等问题,对转子齿前沿和定子齿前沿重叠位置即临界重叠位置处磁化曲线进行解析计算.利用三相6/4极和12/8极轴向磁场盘式开关磁阻电机的有限元仿真结果及磁阻最小原理划分该位置处磁链并进行计算,推导出该种电机临界重叠位置处磁化曲线,并与三维有限元方法的计算结果进行对比.分析结果表明,此种解析法的计算精确度符合要求.计算结果验证了解析分析计算的正确性.     

用基于等参单元的双标量位法来计算三维静磁场

本文采用基于等参单元的双标量位法计算三维静磁场,推导了六面体等参单元的离散格式,用此方法计算了回旋加速器的三维静磁场和变压器的三维恒定漏磁场,所得结果可供工程参考.     

轴向磁通永磁同步电机气隙磁场解析计算

针对双定子单转子表面嵌入式轴向磁通永磁同步电机的气隙磁场进行了解析研究。建立了气隙磁场的解析模型,将轴向磁通电机等效成直线电机并建立了等效面电流模型来求解空载工况下的气隙磁场。根据电磁场理论中的唯一性定理,给出了满足泊松方程的边界条件,并将分离变量法应用于泊松方程的解析解来计算电机三相定子电枢绕组作用下的气隙磁场。通过将空载下的气隙磁场与电枢绕组作用下的磁场叠加来预测电机负载工况下的气隙磁场。最后用三维有限元仿真计算结果与解析模型的计算结果相比较,证明了解析法可以有效地计算轴向磁通电机的气隙磁场,为轴向磁通永磁同步电机的解析分析和优化设计提供了基本手段。     

盘式开关磁阻电机两条关键位置处磁化曲线的解析计算

轴向磁场盘式开关磁阻电机综合了轴向磁场盘式电机和开关磁阻电机的优点,具有重要的应用价值,对这种电机性能的分析和设计是基于其不同转子位置处的磁化曲线。本文以三相6/4极轴向磁场盘式开关磁阻电机为例,采用解析方法,推导得出了该电机定、转子齿中心线对齐位置和定子齿中心线与转子槽中心线对齐位置两个关键位置处的磁化曲线,通过三维有限元方法及实验样机测试,验证了本文给出的解析计算方法的精确性。     

微型低压限流器跑弧区磁场分布的计算和分析

跑弧区磁场的大小分布对微型低压限流器的性能有很大的影响。本文用积分议程法编制的三维磁场计算软件对微型低压限流器跑弧区的磁场大小作了计算，绘制了结果图，并分析了计算结果。     

用有限元法分析和计算开关磁阻电机的特性

结合样机,用有限元法分析和计算了开关磁阻电机的磁场,作出了转子不同转角时磁化曲线族。得出了电机的各种运行特性,与试验值作了比较,并论述了电机参数对性能的影响和控制参数如何选取等问题。     

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。     

用场模型图论法计算稀土永磁电机三维静磁场

本文采用新的电磁场数值计算方法-场模型图论法计算了稀土永磁电机的三维静磁场。文中建立了用场模型图论法求解的数值计算模型,给出了相应的模拟永磁体磁效应的新方法,运用新的数值解法(不完全乔累斯分解共轭梯度法)编制了计算程序以及半自动产生三维网格的程序,从而有可能应用微型计算机计算复杂的三维磁场。在此基础上对一台3kVA稀土永磁同步发电机进行了实例计算,计算结果与实验结果比较接近。     

用有限元法分析和计算开关磁阻电机的特性

结合样机，用有限元法分析和计算了开关磁阻电机的磁场，作出了转子不同转角时磁化曲线族。得出了电机的各种运行特性，与试验值作了比较，并论述了电机参数对性能的影响和控制参数如何选取等问题。     

基于等效磁路法的轴向磁场磁通切换型永磁电机静态特性分析

轴向磁场磁通切换型永磁(AFFSPM)电机是一种轴向长度短、转矩密度高的新型永磁电机。该电机磁场呈三维分布,与径向磁场电机不同,需要对该电机进行三维有限元分析,从而增加了电机分析和优化时的计算时间和成本。基于等效磁路法分析了AFFSPM电机的静态特性,建立了AFFSPM电机的非线性等效磁路模型,采用该模型计算、分析了气隙磁密、空载永磁磁链、反电动势和电感等特性,并与采用三维有限元方法的计算结果进行比较,验证了AFFSPM电机等效磁路模型的准确性,表明等效磁路模型适用于AFFSPM电机初始设计和分析。     

基于定子永磁拓扑的混合式步进电机二维等效模型构建方法

齿层比磁导法和三维有限元法是目前分析混合式步进电机的主要方法。然而,齿层比磁导法难以考虑铁心叠片间绝缘层磁阻对永磁磁场轴向非均匀分布的影响、计算精度较差,三维有限元法计算过程复杂、耗时较长,为此提出一种基于定子永磁拓扑的二维等效模型构建方法及其二维有限元分析。该方法通过电机结构等效变换和轴向分段将混合式步进电机转子永磁三维模型等效变换为定子永磁二维模型,并采用对三维模型、二维模型分别进行一次空载有限元静态仿真的方法确定二维等效模型参数,能够考虑永磁磁场轴向非均匀分布的特性,具有模型建立简便、计算精度高、耗时少的优点。通过三维有限元仿真验证了该方法的可行性和准确性。     

基于等效磁荷法的永磁电机Halbach阵列磁极磁场分析

基于等效磁荷法推导出永磁电机转子磁极——瓦形磁体在空间的磁场分布。同时用有限元法进行了分析,表明两者之间偏差较小,等效磁荷法满足计算精度要求。进而利用该方法建立了永磁电机的Halbach分布转子磁极静态磁场的模型,通过改变影响转子磁极磁场分布的极弧比和副磁极磁化角度两个因素,得到在不同磁极结构下的转子磁极静态磁场径向分量变化规律:每一极中主磁极空间跨度变大会导致Halbach永磁电机转子磁极静态磁场的径向分量基波幅值变大,而谐波含量先减小后增大;随着副磁极磁化角度变大,转子静态磁场的基波幅值先变大后减小,而谐波含量刚好相反,先减小后变大。     

U型无铁心永磁同步直线电机磁场建模与分析

传统的铁心式直线电机由于铁心开断的影响,造成了横向和纵向边端效应,使推力输出波动较大;无铁心永磁直线电机具有零齿槽效应的优点,结构简单,控制灵活。采用两种解析法求解无铁心永磁同步直线电机气隙磁场的问题,即等效磁势法和等效磁化电流法,同时采用有限元法对电机磁场进行有限元分析,验证解析法磁场解析计算的准确性。最后分析电机主要尺寸对气隙磁场的影响。通过改变电机参数,进行了优化设计,为同类电机的设计与分析提供了参考。     

基于六面体单元表面磁场积分法求解三维静磁场

三维静磁场计算分析在工程中具有广阔的应用背景.在磁场积分法求解三维静磁问题中,根据均匀磁化体磁化特征将系数矩阵体积分计算形式化简为面积分计算形式,简化了运算且消除了系数矩阵积分计算的奇异性.为适应任意复杂形体剖分,选择非规则六面体作为剖分单元,导出了其单元耦合系数的解析求解方法,从而消除了传统计算中采用数值积分近似计算带来的误差.基于上述两者分析,建立了基于六面体单元表面积分的三维静磁场计算模型.为验证该方法的正确性和有效性,将其应用于地磁场磁化下球壳和空心圆柱体的空间磁特征分析实例中.计算值和实际值的一致表明该方法完全可应用于工程实际的三维静磁场分析,有一定的工程实用价值.     

电力变压器铁芯磁场和损耗分布的三维数值方法与实施 第一部分:三相三柱变压器

基于用等效拼接间隙考虑搭迭效应的新构想,本文建立了三柱变压器铁芯磁场的三维标量位各向异性非线性时变分析模型,提出了由瞬时磁密幅值和磁化角计算铁耗的新方法,并通过对实际模型的有限元模拟证实了分析模型及计算方法的合理性和可靠性。     

永磁电机中永磁体数学模型的分析

永磁体的数学模型的确定是永磁电机磁场计算中的关键。文中从电磁场基本理论出发,导出了永磁体在任意复杂形状下,不同磁化方向（平行磁化、径向磁化、圆周方向磁化）时永磁体边界上等效电流的计算方法,为永磁电机电磁场分析计算奠定了基础。     

一种无铁心盘式电机绕组涡流损耗计算新方法

为了精确计算水下航行体推进装置用无铁心永磁盘式电机的绕组涡流损耗,提出一种分段式三维磁场有限元法.该方法通过三维磁场有限元分析得出电机三维气隙磁密,然后采样气隙主磁通与绕组端部处磁密切向和轴向分量,再经过傅里叶分解得出各次谐波分布,从而计算出绕组涡流损耗.文章通过仿真分析与试验验证,结果表明该方法较分段式等效直线电机二维有限元法的计算结果更精确.