继电器静态吸力(矩)特性有限元仿真中永磁体等效模型研究

永磁体是含永磁继电器的关键部件。针对去磁曲线为非线性的永磁体,充、退磁后各部分磁化不均匀的问题,提出根据具体磁化情况沿磁化及垂直于磁化方向进行永磁分块等效的方法。该方法首先建立永磁的退磁模型,仿真某一退磁场作用下永磁的退磁状态,据此求得各永磁小块的回复线起始点及回复线,然后将各小块永磁体回复线特性作为其材料属性,进行该退磁场下的继电器静态吸力(矩)特性仿真的永磁模型等效。最后通过继电器静态吸力矩特性的仿真与实验结果对比,验证了所提等效模型的正确性。     

高矫顽力永磁材料充退磁方法

本文主要对高矫顽力永磁材料如何解决充退磁方法问题作一些简要介绍。     

充退磁装置的电流控制

本文利用采样原理测量了充退磁装置的脉冲电流幅度与电容器充电电压的对应关系。从而通过电压的控制较准确的控制装置的脉冲电流幅度,并且测量结果可直接读入微机,自动进行充退磁。     

车用内置式永磁同步电机局部退磁分析

抗退磁能力是评价永磁电机性能优劣的重要因素之一,车用永磁同步电机受工作环境、功率密度等影响,永磁体易产生局部退磁。本文概述了永磁体的退磁机理,以一台存在局部退磁风险的8极48槽内置式永磁同步电机为例,分析了电机产生局部退磁时的转子磁场分布,提出在局部退磁区域增加辅助槽以增大该区域等效气隙来消除永磁体局部退磁风险的方法,分析了辅助槽尺寸对永磁体退磁情况及电机输出转矩的影响,通过选择合适的辅助槽尺寸消除了电机永磁体局部退磁的风险。     

三相永磁式同步电动机的充磁

介绍了生产永磁式同步电动机而采用的R、L、C振荡放电电路对转子施行整体充磁的方法,益为防止反向电流的退磁作用而介绍了电容量和充磁电压间的关系。     

基于Ansoft的永磁同步电机退磁仿真分析

为了保证永磁同步电机抗退磁能力仿真的准确性,本文提出了一种基于Ansoft Maxwell软件的永磁同步电机退磁仿真方法.以12S10P永磁同步电机为例(PMSM),首先详细的介绍了此退磁仿真的电磁设置;然后评估与验证了此退磁仿真方法的仿真值与实测值差异;最后提供了此仿真方法的问题与改进思路,为永磁同步电机退磁仿真提供...     

铁氧体永磁辅助同步磁阻电机抗退磁设计优化

简要介绍了铁氧体永磁体退磁原理特性,通过有限元仿真分析了一台36槽6极铁氧体永磁辅助同步磁阻电机永磁体退磁分布特性,根据其退磁特性,提出了不等厚永磁体、永磁体内移、永磁体槽切边等改进结构,并仿真验证其退磁改善效果,对比了各改进结构对永磁体用量、电机效率、退磁率的影响,确定最终方案.仿真结果表明,通过转子结构的优化,可以...     

基于准谐振原理的交流退磁电源控制器

近年来,随着电动汽车及机器人领域永磁同步电机的大量使用,导致开发和生产硬磁材料的相关产业高速发展。其中用于硬磁材料的充退磁设备是产业中的关键设备之一。此处在分析交流退磁的基本原理基础上,使用准比例谐振(PR)控制器,实现了交流退磁电源退磁电流(磁场强度)的精确跟踪。基于准PR控制器的传递函数,通过3个参数的设计,对传递函数离散化即可实现数字控制。     

永磁电动机永磁体防退磁技术研究综述

系统阐述了永磁材料的退磁机理,并综述了永磁电动机永磁体防退磁的静态预防方案及动态监测方案,分析比较了这几种典型的方案,针对两种方案的研究现状和不足,探讨了永磁电动机永磁体防退磁技术的发展趋势和研究方向。     

基于分形维数的PMSM局部退磁故障诊断

为了实现永磁同步电机(PMSM)永磁体局部退磁故障诊断,首先建立计及永磁体局部退磁故障的PMSM数学模型,实现永磁体局部退磁故障电气特性的定性与定量描述。在此基础上,提出了集成自适应基波提取和经验模态分解(EMD)于一体,基于分形维数的永磁体局部退磁故障诊断方法。最后,通过PMSM驱动系统稳态和动态运行工况对所提出的永磁体局部退磁故障诊断方法进行仿真测试和实验验证,综合系统仿真和实验验证结果证实了该方法的可行性和有效性。     

高磁能积NdFeB永磁体的热退磁机理分析

对高磁能积NdFeB永磁体的热退磁机理进行了分析.首先测量并研究永磁体开路磁通随温度的宏观变化,然后采用多功能显微镜.热分析仪及X射线衍射仪观察了高温金相形貌并分析了物相和表面成分变化,借助磁力显微镜观察了磁畴结构,从而分析了永磁体的热退磁机理.高温金相观察结果表明,在320℃以内,除金相形貌的颜色发生变化外,晶粒形状...     

基于退磁限制的无轴承永磁同步电机性能参数分析

无轴承永磁同步电机磁场中不仅存在转矩绕组电流产生的磁通,而且存在径向悬浮力绕组电流产生的磁通,这两种磁场会导致永磁体退磁。设计永磁体参数需考虑产生最为有效径向悬浮力、电磁转矩和避免永磁体退磁三者之间的关系。论文分析了转矩绕组电流产生的磁通和径向力绕组电流产生的磁通共同作用下,转子表面永磁体容易引起退磁的关键区域;在电机气隙不变情况下,分析得出了保证产生最为有效的径向力时最佳永磁体厚度;基于永磁体退磁限制,采用有限元分析计算,针对论文中设计的永磁体厚度及气隙长度,得出了无轴承永磁同步电机最大转矩电流、径向悬浮力电流和产生的最大径向悬浮力。     

基于CWTHHT结合的永磁同步电机失磁故障诊断方法及其可行性分析

永磁同步电机失磁故障是驱动电机故障中最为严重的故障之一。失磁故障意味着永磁同步电机的优势显著降低。提出了基于CWT-HHT结合的永磁同步电机失磁故障诊断方法并对其可行性进行了分析。首先简要分析了永磁同步电机稳态运行特性、搭建电机故障试验平台,实时采集电机正常及失磁时的定子电流信号;然后通过信号分析得出:失磁故障下电流信号的EMD分解分量imf4的周期性较正常情况时变差,而且分量imf3所占比例较正常情况时变大;失磁故障下电流信号的HHT图中基波频带较正常情况能量分散了。因此,基于CWT-HHT结合的故障诊断方法是可行的。     

自起动永磁同步电机起动过程退磁磁场的计算与分析

自起动永磁电机起动过程中的退磁磁场可能导致永磁体的不可逆退磁.为分析退磁磁场产生的原因,建立了计及饱和、涡流等多种因素影响的自起动永磁同步电机起动过程退磁磁场的时步有限元模型,并分项计算了永磁体作用、鼠笼异步电机效应及变频永磁发电机效应的影响.计算结果表明,重载起动时,从低速开始,永磁体内就出现波动变化的退磁磁场,并在接近同步速时退磁效应最明显;而空载起动时,退磁磁场仅波动一次,并在0.5倍同步速附近出现较强的退磁效应.由理论分析可知,在转速较低时,永磁体就存在退磁效应,其磁密呈波动变化的根本原因在于鼠笼异步电机效应与变频发电机效应的共同作用.算例计算结果验证了理论分析的正确性.最后通过实验验证了所提有限元计算方法的有效性.     

混合永磁游标电机的交叉耦合特性分析

本文针对混合永磁游标电机在空载/负载条件下的交叉耦合效应,分析两种永磁体的作用机理及其工作点的变化规律.首先,基于有限元法对气隙磁密和空载反电势进行计算,结果表明混合永磁交叉耦合效应会造成低矫顽力永磁体发生部分退磁,从而增加电机在线精确调磁的难度.其次通过矫顽力参数对交叉耦合效应的敏感性分析,说明低矫顽力永磁体的矫顽力...     

Performance Assessment of High-speed Flux-switching Permanent Magnet Machine Using Ferrite and Rare Earth Permanent Magnet Materials

This article presents the investigation and comparison of the capabilities and characteristics of high-speed flux-switching permanent magnet machines using ferrite and rare earth permanent magnet materials. Special design considerations for ferrite flux-switching permanent magnet machines under high-speed operation are proposed. Two ferrite and one NdFeB flux-switching permanent magnet machines, rated at 10 kW and 15 krpm, were designed for performance assessment. Various machine performances, including torque characteristics and loss distribution, are compared. In addition, the risk of partial demagnetization and the performance degradation due to partial demagnetization are also investigated. This research reveals several promising characteristics of the ferrite flux-switching permanent magnet machine, such as lower total loss, negligible magnet eddy current loss, and better cooling potential. The results also show the possibility of designing a high torque density ferrite flux-switching permanent magnet machine, which is comparable to the NdFeB flux-switching permanent magnet machine, taking advantage of the flux concentrating effect.     

Dynamic Irreversible Demagnetization Behavior of Line-start Permanent Magnet Synchronous Motors in the Starting Process

In the starting process of line-start permanent magnet synchronous motors, the relative lower flux density of the working point may cause irreversible demagnetization of permanent magnets. To research the dynamic irreversible demagnetization behavior, this article presents a sloped linear demagnetization model based on the time-stepping finite-element method. In this model, a new searching algorithm is used to quickly update the recoil line and the effective coercivity of each permanent magnet element so that the dynamic irreversible demagnetization effect can be considered effectively. Then the relationship between the demagnetization field and the rotor speed is studied, and the operation performances of the line-start permanent magnet synchronous motor after demagnetization in the starting process with different load conditions are compared. It is shown that the demagnetization field becomes larger with the rise of the rotor speed, and the demagnetization is more severe after a longer starting process with a larger load. Finally, the experimental validation on the characteristics of the dynamic irreversible demagnetization is performed by a line-start permanent magnet synchronous motor with a special rotor structure.     

复合结构混合永磁电机抗退磁性能分析及优化

针对传统稀土永磁电机的稀土永磁材料用量高的问题,本文提出一种由钕铁硼和铁氧体混合永磁的交替极加局部Halbach结构的少稀土永磁同步电机,分析了该复合结构混合永磁电机的结构特点。比较分析了该电机与传统一字型钕铁硼稀土永磁电机的电磁性能,并依据退磁特性建立了该电机的局部退磁有限元模型,通过磁路耦合联合仿真对电机多运行工况进行了仿真,针对高速弱磁和变载运行工况下电机局部退磁的性能损耗,以提高永磁体工作点和降低退磁率为优化目标,给出了该电机的抗退磁优化设计方案。仿真结果验证了所提电机结构的合理性,电机抗退磁性能较优化前提升了10.3%。     

可变磁通永磁记忆电机调磁特性

建立了可变磁通永磁记忆电机永磁体连续去磁和重新充磁的磁化模型,给出了去磁时的回复线方程和充磁时的局部磁滞回线方程,采用有限元法对电机施加不同定子直轴电流时的磁通分布和永磁体内的磁通密度变化进行了分析,据此计算了电机永磁体在不同磁化状态时的气隙磁通密度、相磁链、相反电动势、每极气隙磁通等参数。文中给出了记忆电机连续去磁与充磁的有限元分析流程。设计制作了一台样机进行了实验验证,实验结果与有限元计算结果吻合较好。有限元计算与实验结果同时表明,记忆电机能实现连续近似线性去磁,但增磁特性呈非线性;永磁体的充磁比去磁困难,饱和充磁电流大约是完全去磁电流的4倍。