C型转子永磁直驱风力发电机研究

为了解决传统的永磁直驱风力发电机质量大、定子铁芯损耗大、齿槽转矩大、低风速启动性能差等问题,研究了一种新型结构的定子无铁芯电机,即C型转子、定子无铁芯的永磁直驱风力发电机。重点介绍了C型转子铁芯电机的新颖结构,并从工程实际数据中验证了C型电机设计的合理性和可行性。     

发电机定子铁芯接缝产生轴电压的有限元分析

基于有限元软件ANSOFT-MAXWEL,研究具有定子铁芯接缝的永磁同步发电机有限元建模方法和步骤,以及定子铁芯接缝不对称对永磁发电机磁通密度产生的影响。通过有限元电磁场暂态仿真分析,表明不均匀的定子铁芯接缝会使发电机磁场分布发生变化并产生轴电压,该结论有助于进一步研究大型汽轮发电机由于磁通不对称产生的轴电压。     

液压型风力发电机组低速性能仿真研究

为了实现风力发电机组在较低风速时对风能的利用,提出了一种大功率低速大扭矩径向柱塞泵以代替传统定量泵进行低速性能研究。介绍了液压型风力发电机组工作原理,建立了定桨距型风力机和定量泵-并联变量马达主传动系统数学模型,利用AMEsim软件进行了液压型风力发电机组仿真分析,结果表明在低风速下该机组效率可达85%,输出功率范围较大,接近传统机组。同时采用间接流量反馈加上直接转速闭环控制方式可实现变量马达恒转速输出发电。     

小型低风速风力发电机永磁轴承的设计与分析

风能是重要的可再生能源,低风速风能的利用对风力发电的发展有重要意义。磁力轴承能有效地减小风力发电机的启动阻力矩、降低启动风速。永磁轴承具有体积小、无功耗、结构简单、零响应时间等优点而被广泛应用。对永磁轴承的结构设计进行了分析,并采用轴向磁化轴向叠加多环径向永磁轴承作为低风速风力发电机主轴支承,用有限元法分析计算了的永磁径向轴承的径向力,完成了实验样机,对比实验表明,该样机的启动阻力矩比传统的风力发电机降低了40%。     

三相永磁发电机的稳压研究与应用

通过对永磁发电机转速负载特性的分析，阐述了永磁发电机在负载一定时的稳压特性，根据这一稳压特性，对所设计的发电机提高其输出的低速电压，发电机高速或负载变化时，设计了与之匹配的智能电子稳压器使发电机输出稳定的电压，给车辆提供可靠的电源。     

永磁直驱风力发电机结构发展研究

直驱式永磁风力发电机具有高功率密度、高效率、高可靠性、低维护成本和电网兼容性好、低电压穿越能力强等优点而成为最具发展前景的风力发电解决方案。介绍了径向磁通、轴向磁通以及横向磁通电机的结构电机的特点以及应用情况,针对目前市场的主流径向磁通永磁风力发电机,综合考虑电机的轴承支撑方式、冷却方式以及内外转子结构,将其分成四种结构,并对每种结构形式的特点加以详细的分析和介绍,并指出各种结构电机的优缺点,对永磁风力发电机结构的发展趋势进行了阐述。     

车辆用压带轮式永磁发电机的稳压研究

分析了压带轮式永磁发电机的稳压原理,采用高剩磁感应强度的永磁材料并对发电机结构进行创新设计,提高了发电机低转速时的输出电压。采用并联式电子稳压器稳定高转速时的输出电压,解决了车辆用永磁发电机在宽转速、宽负载范围内输出电压保持稳定的问题。     

轴向磁通飞轮电机印刷电路板定子绕组设计

针对卫星姿态控制用反作用飞轮小型化的要求,设计了采用印刷电路板(PCB)定子绕组形式的轴向磁通反作用飞轮系统,并研究了PCB定子绕组的布线形式。根据系统设计方案和工艺的要求,采用理论分析与有限元仿真相结合的方法,研究了螺旋形绕组的反向转矩产生机理,对比分析了螺旋形和波形PCB定子绕组对飞轮驱动电机性能的影响,并分别对采用两种形式定子绕组的飞轮样机进行了地面性能测试。试验结果表明,飞轮工作在额定转速5 000r/min时,采用波形定子绕组比采用螺旋形定子绕组时的电机功耗降低了26.2%,电磁效率降低了0.8%。试验结果验证了理论分析与仿真结果的正确性,为PCB定子绕组型轴向磁通永磁电机的工程化应用提供了参考。     

立式风力发电机用永磁轴承的设计及其力学性能研究北大核心

为降低风力发电机的启动风速,从支承技术角度对1 k W立式风力发电机用永磁轴承结构设计及其力学性能进行了研究。对设计的永磁轴承进行了加工和装配,通过加载试验验证了理论分析的准确性,探索了永磁轴承的工业应用。结果表明:该轴承扩大了适应风场的区域,永磁轴承支承的风力发电机的转速及发电量明显高于滚动轴承支承的风力发电机。     

立式风力发电机用永磁轴承的设计及其力学性能研究

为降低风力发电机的启动风速,从支承技术角度对1 k W立式风力发电机用永磁轴承结构设计及其力学性能进行了研究。对设计的永磁轴承进行了加工和装配,通过加载试验验证了理论分析的准确性,探索了永磁轴承的工业应用。结果表明:该轴承扩大了适应风场的区域,永磁轴承支承的风力发电机的转速及发电量明显高于滚动轴承支承的风力发电机。     

永磁同步电机运行性能研究

针对凸极永磁同步电机,对其数学模型和定子电流最小控制方法进行了介绍,推导了定子电流最小控制方法对应的电流相角条件、基本转速和最大转矩。利用电机数学模型和不同电流控制规律建立了永磁同步电机运行性能仿真模型,避免了传统双闭环模型中控制器参数对仿真结果的影响。在此基础上深入研究了电机永磁磁链、凸极率、电枢电阻三个参数对电机基本转速、输出转矩等运行性能的影响,据此指出了电机电磁设计时应遵循的一般规律。     

基于VB的永磁同步电机设计及优化平台

为解决传统永磁同步电机由于设计计算和查表工作复杂、耗时长、计算修正参数过多而导致精确性较差等的问题,将禁忌算法和模糊控制应用到传统永磁同步电机设计中,利用Visual Basic编写程序,对永磁电机磁路法设计过程进行了编程,建立了动定子结构尺寸和电机工作特性曲线之间的关系,提出了一种优化电机效率和功率因素,调整电机结构尺寸的方法;利用有限元软件对永磁同步电机的电感、功率等几个重要参数加以验证,并进行了瞬态仿真试验。仿真试验结果表明,该优化方法可提高电机的功率因素和效率,减小定子的电流密度,并可有效地优化永磁同步电机。     

Development and Analysis of the Magnetic Circuit on Double-Radial Permanent Magnet and Salient-Pole Electromagnetic Hybrid Excitation Generator for Vehicles

With the improvement of vehicles electrical equipment, the existing silicon rectification generator and permanent magnet generator cannot meet the requirement of the electric power consumption of the modern vehicles electrical equipment. It is di cult to adjust the air gap magnetic field of the permanent magnet generator. Consequently, the output voltage is not stable. The silicon rectifying generator has the problems of low e ciency and high failure rate.In order to solve these problems, a new type of hybrid excitation generator is developed in this paper. The developed hybrid excitation generator has a double-radial permanent magnet, a salient-pole electromagnetic combined rotor,and a fractional slot winding stator, where each rotor pole corresponds to 4.5 stator teeth. The equivalent magnetic circuit diagram of permanent magnet rotor and magnetic rotor is established. Magnetic field finite element analysis(FEA) software is used to conduct the modeling and simulation analysis on double-radial permanent magnet magnetic field, salient-pole electro-magnetic magnetic field and hybrid magnetic field. The magnetic flux density mold value diagram and vector diagram are obtained. The diagrams are used to verify the feasibility of this design. The designed electromagnetic coupling regulator controller can ensure the stable voltage export by changing the magnitude and direction of the excitation current to adjust the size of the air gap magnetic field. Therefore, the problem of output voltage instability in the wide speed range and wide load range of the hybrid excitation generator is solved.     

非晶合金定子铁心对再制造电机性能的影响

为提升电动汽车永磁同步电机再制造性能,采用低铁损非晶定子铁心替换了旧电机硅钢定子铁心。基于2D有限元模型,分析了额定转速下,同尺寸非晶定子铁心替换对再制造电机空载、负载性能的影响。替换后,再制造电机的效率提升1.8%,额定负载转矩减小6%。对再制造电机中非晶合金定子铁心槽型尺寸及绕组结构进行了优化。与旧电机相比,优化后的再制造电机效率提高1.9%,额定转矩不变,试验验证了仿真结果的正确性。     

调磁环材料性能对永磁齿轮损耗的影响研究

磁场调制型永磁齿轮作为一种新型永磁变速装置,易产生较大磁场损耗,降低永磁齿轮工作效率,限制其传递能力的进一步提升。提出整体成型动力传动式调磁环提高了扭矩传动能力,建立调磁环三维模型开展了强度、刚度和损耗计算,并结合永磁齿轮性能测试分析了调磁环骨架材料和调磁极片材料的损耗,研究三种不同调磁环承载骨架材料参数对永磁齿轮损耗和效率的影响,对永磁齿轮参数进行优化并确定最优扭矩骨架承载材料。结果表明,特种工程塑料调磁环骨架材料能大幅降低永磁齿轮损耗,有效提升传动效率,永磁齿轮实测传动效率可达93.8%。     

永磁同步电机的变频调速研究

无励磁损耗和自身体积较小是永磁同步电机的一大优势所在。本论文的主要目的是永磁同步电机进行建模与分析,基于ANSYS Maxwell建立外转子永磁同步电机的有限元仿真模型,并基于该模型对电机磁场及各项电磁性能进行仿真计算与分析,已达到对永磁同步电机变频调速研究的需求,对电机进行建模与分析。确定电机参数包括性能指标要求、定子、电枢绕组、转子参数,建立用外转子永磁同步电机的模型并对其进行参数计算和仿真,并对计算结果进行分析。     

基于子域法的双励磁双调制轴向式磁场调制永磁齿轮磁场分析

轴向式磁场调制永磁齿轮(AFMPMG)存在轴向及切向漏磁严重及转矩密度偏低等问题。在AFMPMG基础上引入了一个外调磁环,使之构成一种双励磁、双调制的AFMPMG(DEM-AFMPMG)结构,由于DEM-AFMPMG低速永磁转子夹在内、外两个调磁环之间,因此可将AFMPMG轴向及切向漏磁通转化成有用谐波,从而增大DEM-AFMPMG输出转矩及转矩密度。虽然3D有限元法计及了永磁齿轮端部漏磁,具有计算精度高等优点,但同时也使计算机资源占用率过高且结构参数优化周期较长,针对此,提出了一种基于子域法的计算DEM-AFMPMG气隙磁场及电磁转矩数学模型,该方法可将3D模型等效为2D模型,但包括了3D模型的所有因素。算例计算结果表明,基于子域法模型的计算精度与3D有限元法的计算精度相当(气隙磁通密度及电磁转矩的计算误差均不大于5%,转矩密度的计算误差不大于1.5%),但子域法模型计算速度更快,且易于实现计算机程序化,更有利于DEM-AFMPMG的结构参数分析与优化。     

浅谈高压永磁同步电动机制造关键工艺

介绍了高压永磁同步电动机制造中的关键工艺。高压永磁同步电动机因其功率因数高、效率高、起动转矩大、起动电流低、对电网冲击小、过载能力强、运行稳定、噪声低、可靠性高、安装简单、维护方便,更重要的是在25～120%额定负载范围内能保持较高的效率和功率因数,使轻载运行时节电效果尤为明显,成为电动机节能的重要发展方向。从工艺流程中分析了转子的磁钢装配、转子和定子的总装配。在实际应用中进一步验证了此工艺的高效性、便捷性和实用性。