基于三维场-路耦合有限元的盘式无铁心局部退磁分析

由于盘式无铁心永磁无刷直流电动机漏磁系数较大,永磁体容易产生局部退磁,因此准确计算局部退磁是设计安全可靠的盘式无铁心永磁无刷直流电动机的前提。利用Ansoft分析软件,建立了一台六极盘式无铁心永磁无刷直流电动机的三维有限元模型,并搭建了三相六状态的驱动电路,实现了三维磁场与外电路的耦合仿真,能够准确计算动态过程中永磁体各个位置的工作点磁通密度。首先对盘式无铁心永磁无刷直流电动机的空载和带载起动过程进行了瞬态场计算,分析得到不同带载条件下起动过程转速、电磁转矩以及电枢电流等性能。然后计算分析了电动机起动过程中,电枢电流和永磁体单独及综合作用下永磁体工作点磁通密度、三维气隙磁场分布,研究了电枢电流的幅值和相位对永磁体局部退磁的影响。结果表明,带较大负载起动过程中,电枢电流较大,局部退磁较严重,研究结果对进一步优化设计永磁体结构以及预防局部退磁具有重要意义。     

空心杯电枢稀土永磁直流电动机

空心杯电枢稀土永磁直流电动机是一种高性能的电动机,已在国内外引起重视并得到发展。这种电动机的永磁磁极是不带有极靴,并直接面向气隙的,所以它的气隙磁场与传统的直流电动机不同,传统的设计方法已难以适应。本文用有限元法计算了空心杯电枢稀土永磁直流电动机的二维磁场。对于被均匀磁化至饱和的稀土永磁铁的性能在有限元计算中的处理,提出了“周界等效面电流法”,使计算不但较简单,也较准确,改进了有限元法中过去对永磁体处理的某些方法。采用非线性稳定磁场的有限元计算程序,对外径为4.5厘米的空心杯电枢稀土永磁直流电动机的磁场在IBM-PCXT微型计算机上进行了计算;并从场量出发,计算了电动机的性能。计算结果与实验数据取得了较好的一致。     

永磁无刷直流电动机电枢反应的分析

大功率永磁无刷直流电动机的电枢反应对电机性能影响非常大,不能忽略.本文分析了永磁无刷直流电动机的电枢反应及其对气隙磁场和反电势的影响,指出叠加原理在分析反电势时已不再适用;通过磁场数值分析及实验对比,发现电枢反应使气隙磁场发生的畸变会导致磁路局部饱和,它是影响电机性能的主要因素,并由此提出了在设计中抑制电枢反应q轴分量影响的方法.     

永磁起动机的电磁场分析

准确计算是提高永磁起动机国产化水平的前提，其难点在于气隙磁通的计算。由于永磁起动机的电枢反应较普通永磁直流电动机大得多，换向过程对气隙磁通的影响非常显著。为提高气隙磁场分析计算的准确性，本文考虑了定转子相对运动对电枢电流乃至磁场分布的影响，开发了永磁起动机电磁场分析软件，并对气隙磁通波动进行了分析。     

永磁起动机的电磁场分析

准确计算是提高永磁起动机国产化水平的前提，其难点在于气隙磁通的计算。由于永磁起动机的电枢反应较普通永磁直流电动机大得多，换向过程对气隙磁通的影响非常显著。为提高气隙磁场分析计算的准确性，本文考虑了定转子相对运动对电枢电流乃至磁场分布的影响，开发了永磁起动机电磁场分析软件，并对气隙磁通波动进行了分析。     

直槽与斜槽式永磁无刷电动机的有限元分析

说明了斜槽式永磁电机的分段计算法。利用有限元分段计算法,对电枢斜槽结构的电机车用轮毂式永磁无刷直流电动机的空载和负载磁场进行了计算,并由此算出电动机的反电动势随转子位置角的变化波形和反电势系数曲线;对直槽和斜槽式结构的气隙磁密分布、反电势波形和反电势系数作了比较和分析。接着,用磁链法和能量法分别计算了电动机的自感和互感系数,计算结果与实测值对比,说明计算具有较高的精度。     

永磁直流电动机气隙磁场的解析计算

换向性能计算因气隙磁场的复杂性而成为永磁直流电动机设计计算的难点之一。本文考虑电刷偏移的影响, 建立了空载磁场和电枢反应磁场的计算模型, 导出了电枢表面气隙磁场的解析表达式, 据此进行换向性能计算, 使这一问题的解决成为可能     

永磁直流力矩电动机极对数多少与转速关系分析

1 永磁直流力矩电动机极对数与转速关系 在电枢电压一定的情况下,永磁直流电动机的空载转速n0与反电势系数Ke成反比.也就是说,在额定电枢电压下,反电势系数Ke越高,永磁直流力矩电动机的转速越低;反电势系数Ke越低,转速越高.     

永磁无刷直流电动机结构对转矩脉动的影响

转矩脉动是影响永磁无刷直流电动机输出力矩稳定性和精度的主要因素之一。针对永磁无刷直流电动机结构,推导了其气隙磁密与反电势和转矩脉动的关系,分析了反电势波形对转矩脉动的影响,采用Ansys对电机永磁体的不同充磁方式和不同极弧系数条件下的气隙磁密和转矩脉动进行了仿真,得到了电机反电势波形并计算得到转矩脉动系数,对于无刷直流电动机的电磁设计具有较好的指导意义。     

Halbach永磁直流电动机气隙磁密分析

首先通过Halbach永磁直流电动机的物理模型推导出气隙磁密的解析解，进而分析磁场的分布特点；然后利用有限元方法求解Halbach永磁直流电动机气隙磁密的数值解，并将两种方法的计算结果进行比较对照，分析了磁通密度随磁体厚度、极对数、每极磁体阵列数的变化规律以及3维情况下沿轴向的衰减情况。     

不等厚磁极对永磁无刷直流电动机性能分析

为了研究不等厚磁极结构对永磁无刷直流电动机性能的影响,建立了电机的瞬态电磁场模型,计算了电机的齿槽转矩,利用时步有限元分析法对电机的电磁场进行了计算。在此基础上,分析了磁极偏心距变化对电机齿槽转矩、空载气隙磁场分布、空载转速和负载时电枢电流及效率特性的影响。结果表明,通过利用磁极不等厚结构的方法可减小电机的齿槽转矩,改变气隙磁场波形;同时使电机极间漏磁增加,空载转速增大,负载时电枢电流增大和效率降低。     

基于气隙磁场调制理论的永磁同步电机磁场分析与特性对比

从气隙谐波磁场的角度对具有相同尺寸参数的12槽4极整数槽分布绕组与6槽4极分数槽集中绕组永磁同步电机进行了综合对比.基于气隙磁场调制理论,建立了分布绕组与集中绕组永磁同步电机的气隙永磁磁场和电枢反应磁场模型,分析了分布绕组与集中绕组永磁同步电机气隙磁场特性,并通过有限元进行验证.基于气隙磁场特性,通过有限元分析了两种电...     

基于等效剩磁法的永磁电动机转子偏心磁场解析计算

转子偏心对永磁电动机的性能有较大的影响.本文基于等效剩磁的方法,利用永磁电动机中标量磁位所满足的微分方程和场量所满足的边界条件提出了静态偏心气隙永磁电动机磁场的解析计算方法.采用该方法计算了一台转子静态偏心的永磁无刷直流电动机在不同偏心率时不同半径处的气隙磁场分布,与有限元计算结果进行了对比,结果表明该方法具有较高的准确性,并得出了相应的结论.     

电动汽车用外转子8/12极双凸极永磁电动机稳态分析

针对一种新型外转子结构的双凸极永磁电动机,在二维磁场下,采用自编VC++有限元程序对其空载和负载时的磁场以及电枢电流对电动机磁场的影响等进行了研究,得出了空载和负载时电动机的场图,以及空载时转子在不同位置时的气隙磁密曲线,同时也得出了永磁磁链和反电势随转子位置角的变化曲线.这些静态特性的获得为以后分析该电动机的动态特性奠定了理论基础.     

基于VC++的外转子8/12极双凸极永磁轮毂电动机有限元分析

提出了一种新型结构的轮毂外转子双凸极永磁电动机(DSPM电动机),并以5 kW电动机为例给出了其基本尺寸方案.基于VC 开发的有限元程序对电机空载、负载时的磁场和气隙磁密分布进行了深入的分析计算.分析了永磁体磁场和电枢磁场之间的相互耦合作用对气隙磁密的影响,所得结果为该电动机的设计、性能分析以及运行控制提供了依据.     

轴向磁场盘式永磁直流电动机设计研究

在讨论了轴向磁场盘式永磁直流电动机的结构特点、磁场分析基础上，进行了典型样机的计算及研制。试验结果表明，理论分析及计算结果基本准确，在单双边磁场比较中，双边磁场盘式永磁直流电动机性能更优越。     

想想看

正上期想想看答案1.为什么有的永磁直流力矩电动机极对数减少,其空载损耗会变大?在其他结构参数不变的条件下,永磁直流力矩电动机极对数减少,极宽增加,气隙磁密不变,每极气隙磁通会增大,而电枢轭宽不变,轭磁密增大,轭部本身铁损增大;同时,轭部磁路容易饱和,漏磁增大;漏磁增大后,在电枢铁心衬套中感应的涡流增大,所以其空载损耗增大。如果衬套是铝件,情况会好一些;如果衬套是钢件,空载损耗还要大。当极对数增多     

无刷直流电动机电流波形分析

着重分析无刷直流电动机(BLDCM)电枢电流波形。理论上,由于BLDCM的转子采用永磁体励磁,电机气隙理想磁场为梯形波磁场,当采用方波电压控制时,电枢电流应为方波电流,而实际上电流波形并非方波,其主要原因是由于绕组反电势并非理想梯形波。     

电机气隙磁场谐波分析程序设计

为简化对Ansoft Maxwell 2D的电机气隙磁场傅里叶分解数据的分析和处理,利用Excel VBA设计了电机气隙磁场谐波分析程序。本文介绍了Ansoft Maxwell 2D傅里叶分解工具的使用方法,给出了谐波与横坐标的对应关系、VBA程序设计的思路和代码的实现。利用所设计的程序分别对48槽8极三相永磁同步电动机和8槽6极单相永磁同步电动机的电枢磁场进行分析,准确得到各磁场谐波所对应的次数,并验证了程序结果的正确性。本文所设计的程序对电机气隙磁场谐波的分析具有实用价值。     

双转子爪形电枢永磁盘式电动机

双转子爪形电枢永磁盘式电动机是一种结构新颖的轴向气隙盘式电动机,其工艺简单,而且它的效率和功率密度都很高。若采用磁性能优异的稀土钴永磁或钕铁硼永磁材料作为磁极,还可以使盘式电机的体积(特别是轴向尺寸)更为减小,使实现在扁平空间内应用成为可能。我们采用新型永磁材料钕铁硼研制了一台200W具有轴向气隙的双转子爪形电枢永磁同步电动机。对研制过程中电机的某些工艺问题进行了总结,讨论了这种电机和传统电机的主要差别,即传统电机的输出系数(单位气隙表面上输出力)正比于电