基于气隙磁场谐波分析的汽车发电机爪极优化选择

结合汽车发电机的电磁场模型及由其特殊的转子结构所组成的汽车发电机系统,引用基本的电磁场理论和气隙磁场谐波理论,推导了汽车发电机中气隙磁场波形畸变的重要影响及其规律.利用Maxwell 3D软件建立三维有限元电磁场分析模型,得出基本的电磁场分布场图,着重求导了基于傅里叶分解的气隙磁场的谐波分析,并在此基础上通过比较分析不同爪极斜角结构时谐波成分的组成与大小,对发电机转子的爪极尺寸进行优化,提高了汽车发电机的输出效率等性能,并实验验证了理论分析结果的正确性.     

爪极发电机负载漏磁计算

采用三维瞬态有限元方法对一台电励磁爪极发电机和一台混合励磁爪极发电机进行了负载漏磁计算。爪极发电机的特殊爪极结构决定了电机磁场呈三维分布,需要用三维数值方法计算。首先对永磁体进行了优化分析,确定了永磁体牌号和三维尺寸。接着分析了两种电机的气隙磁密波形。然后得到了在输出恒压的前提下两种电机不同转速和不同励磁电流下的负载平均漏磁系数以及最大输出功率。并且得出了两种电机效率与负载平均漏磁系数的变化关系。最后,计算值与样机实测值的一致性验证了计算结果的有效性。     

环形永磁体夹置式混合励磁无刷爪极发电机的研究

为解决永磁发电机磁场调节困难和电励磁爪极发电机因存在电刷—滑环结构而导致的工作可靠性低的问题,提出了一种混合励磁无刷爪极发电机,由永磁体和励磁绕组共同产生气隙磁场,励磁绕组通过励磁支架固定在端盖,取消了电刷—滑环结构,且可以方便地通过调节励磁电流进行气隙磁场的调节。采用三维有限元法对电机的空载磁场分布及磁场调节能力进行了分析,确定了永磁体的合理尺寸。分析结果表明:采用新型混合励磁结构后,气隙平均磁密得到了较大提高,从而增大了电机的功率密度,改善了电机的低速发电性能;同时用较小的励磁电流即可产生较大的气隙磁密,降低了电机的励磁损耗。     

基于力学及电学性能的汽车发电机转子爪极尺寸优化选择

将汽车发电机转子梯形爪极等效为悬臂梁模型,应用基本的气隙磁场理论和材料力学理论,考虑转子爪极所受离心力及气隙磁场径向力,分析变化参数下梯形爪极的变形趋势及规律。利用Ansys软件建立三维有限元结构力学分析模型,得出基本的结构位移变形分布图。着重求导了主波磁场所产生的径向力及转子离心力,然后在此基础上分析比较不同爪极厚度轴向角β时爪极最大挠度的大小。利用Maxwell 3D软件建立三维有限元电磁场分析模型,比较不同β角时的电势波形及效率的变化。在尽可能减少爪极挠曲形变对汽车发电机气隙磁导的影响的同时,保证发电机良好的输出性能,从而对发电机转子的爪极尺寸进行优化设计。该设计与优化方法可为高性能汽车发电机爪极设计提供理论指导。     

汽车用爪极发电机的电磁建模及参数优化技术

针对现在汽车上广泛应用的爪极发电机运行效率低的问题,利用电机三维有限元分析找出其效率低的主要原因是存在严重的漏磁现象。通过优化爪极发电机的结构参数达到最小化漏磁从而间接地达到提高电机效率的目的是本文研究的出发点。爪极发电机结构参数优化需要进行大规模的迭代计算,为了降低优化计算的成本,引入了基于支持向量机非参数建模思想,非参数模型和智能优化算法的运用达到了最小化爪极发电机漏磁的目的,试验结果验证了理论分析的正确性。     

基于Ansoft的爪极发电机漏磁分析与优化设计

针对爪极发电机漏磁大,影响电机效率问题,利用Ansoft软件的Rxmprt和Maxwell 3D模块,建立了一台爪极发电机的三维有限元瞬态仿真模型.通过在三维模型中添加漏磁分析辅助面的方法,分析了电机漏磁分布的规律.在空载、恒定励磁条件下,分析了气隙大小对电机漏磁影响.探究了一种新型的混合励磁爪极同步发电机的漏磁分布情况,并与电励磁爪极电机的漏磁系数进行了对比分析,验证了混合励磁爪极电机在漏磁和效率上的优越性.     

基于磁网络模型爪极电机气隙磁场的研究

采用等效磁网络法,对爪极进行分段建模整体迭代,建立了爪极电机较为精确的等效磁网络模型,提出了三维场磁网络模型的求解方法,基于等效磁网络法分析了爪极电机的气隙磁场分布情况用于爪极发电机的电磁计算之中。实验结果表明,采用磁网络模型分析特殊结构的电机较其它方法具有优越性,提高了计算速度,精度较高,适合于工程应用。     

新型混合励磁无刷爪极发电机磁场调节特性的有限元分析

针对电励磁爪极发电机效率低、永磁爪极发电机磁场调节困难的问题,提出一种新型结构的混合励磁无刷爪极发电机,该电机由永磁体与励磁绕组共同作用产生电机磁场,通过改变励磁电流的大小和方向,可以实现电机磁场的调节,同时励磁绕组静止,取消了电刷-滑环结构,实现了无刷化,提高了发电机工作的可靠性。由于电机结构及磁路的复杂性,采用三维有限元法对电机的空载磁场分布及磁场调节能力进行了分析,分析结果表明:在结构参数相同的情况下,与电励磁爪极发电机相比,新型混合励磁无刷爪极发电机具有气隙磁通密度高、磁场调节范围宽和低速输出性能好的特点。     

基于Ansoft的爪极发电机空载漏磁分析

针对漏磁影响爪极发电机效率问题,利用Ansoft软件的Rxmprt和Maxwell 3D模块,建立了一台爪极发电机的三维有限元瞬态仿真模型。通过在模型中添加漏磁分析辅助面的方法,分析了电机漏磁分布的规律。在空载、恒定励磁条件下,分析了电机漏磁随转速变化的规律。     

混合励磁无刷爪极电机磁场三维有限元分析

提出了一种新结构混合励磁无刷爪极电机。电机的磁场由爪极极面上永磁片、爪极极间永磁片和无刷爪极转子上的电励磁绕组三部分共同建立。采用三维有限元方法对所提出的一台六对极新结构混合励磁无刷爪极电机样机的空载磁场进行了分析,给出了三维有限元分析模型,计算了不同励磁电流时的电机气隙以及铁心中的磁场分布,给出了不同电励磁电流时气隙和转子的磁场分布图。由此证明了通过电励磁电流的调节可方便地改变电机气隙磁密。