轴向磁通永磁同步电机快速等效磁路分析

轴向磁通永磁同步电机具有轴向长度短、结构紧凑、体积小、转矩密度高等特点。然而其磁场为三维磁场,模型过于复杂,难以直接运用经典解析法进行快速求解与计算。为快速完成轴向磁通永磁同步电机的前期估算,文中提出一种简化等效磁路模型来快速计算轴向磁通永磁同步电机的基本性能。该磁路模型通过合理的等效,将三维轴向磁通永磁同步电机模型转化为多层二维等效模型,进而运用等效磁路法和叠加法实现电机性能的计算。最后,以10极12槽双定子单转子轴向磁通永磁同步电机为例,运用文中所述模型计算其气隙磁密,永磁磁链和空载反电动势并对不同分层数的电机模型进行了有限元的仿真。结果表明,本文等效磁路模型的计算精度与三维有限元法相近,且耗时极短,更有利于该类电机的工程初算。     

基于等效磁路法的轴向永磁电机效率优化设计

针对双转子单定子模块化轴向永磁电机的磁场和性能计算,基于等效磁路法提出一种快速计算模型,探讨了定子内外径、永磁体轴向长度、气隙长度等参数对电机损耗和效率的影响。针对一台30k W定子模块化轴向永磁电机进行了效率优化设计,进一步利用所提出的等效磁路模型计算了电机气隙和定子齿的磁通密度波形、感应电动势等。该模型考虑了磁路饱和、电枢反应、漏磁通以及定转子相对运动的影响,将计算结果与有限元法进行对比,验证了模型的正确性与优化设计的有效性。     

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。     

基于磁路法与有限元法对永磁同步电机的优化仿真

利用Ansoft软件中Rmxprt模块对一款设计的1.5kW纺织用的永磁同步电机进行磁路法分析与建模,然后生成2d模型,在Maxwell2d进行有限元仿真分析。针对有铁芯永磁电机存在的齿槽转矩问题,采用分布式扫描永磁体的极弧系数、磁极偏心距参数的方法,求解出合适的数值。接着对电机设计前后的气隙磁密进行对比分析,算出其反电动势的畸变率,检验优化设计的有效性。最后通过Ansys workbench进行噪声仿真对比优化前后的仿真结果,证明优化设计的合理性,为永磁同步电机的优化仿真提供思路。     

混合式磁路结构的稀土永磁同步电机磁路计算

永磁电机中采用混合式磁路结构能有效地提高气隙磁通密度。本文从理论上分析了用等效退磁曲线计算混合式磁路结构永磁电机磁路的可行性；实例计算结果能满足工程要求。     

稀土永磁同步电机磁路计算机辅助设计

研究了稀土永磁同步电动机磁路的计算机辅助设计,给出了矩形磁钢、瓦形磁钢以及聚磁结构中磁钢的等效处理方法,考虑了温度对磁钢工作点的影响,研究并比较了求解磁钢工作点的几种优化方法的有效性.     

内嵌式永磁同步电机设计中改进型磁路分析

考虑定转子开槽、定子轭及转子轭的影响,提出了一种内嵌式永磁同步电机的磁路模型;推导了等效磁路的简化模型;详细推导了主磁路各段磁路磁密及磁动势的计算,给出了电磁计算程序;详细分析了漏磁路磁密及磁通的计算;分析了漏磁及静态工作点的精确计算,并给出了漏磁及静态工作点电磁计算程序,进而得到电机设计的合理性;利用有限元分析方法验证了该磁路模型的精确性。     

基于磁网络的永磁同步电机非线性磁路建模及分析

针对嵌入式永磁同步电机的磁路有效建模问题,提出一种基于磁网络的建模方法。考虑材料的非线性磁导和转子运动,将电机定子和转子部分划分成一定数量的磁通管,通过节点连接各磁通管和磁动势源,从而构磁网络模型,并精确建模了定子的磁通模式和转子漏磁通。在一个75 k W永磁同步电机平台上进行实验,基于该磁网络模型计算出径向和切向气隙磁通密度、反电动势和转矩等参数值,并与有限元分析模型以及实际测量结果进行比较,结果验证了该模型的有效性和准确性。     

永磁接触器等效磁路模型研究

针对永磁接触器线圈通入正反向励磁电流时永磁体内磁通分布不均匀,永磁体内部工作点不同的问题,提出按永磁体磁路截面磁通密度不同,沿充磁方向对永磁体进行分块等效的方法。以一单线圈单稳态永磁接触器为例,通过仿真分析在不同励磁电流情况下其磁通的分布,建立该接触器的等效磁路模型。将求解获得的动铁心在不同工作条件下的吸力计算值与实测值进行比较,结果表明吸力计算误差在10%以内,验证了所提出的永磁体分块建立等效磁路模型方法的正确性和有效性。     

混合式永磁同步电机转子磁路结构研究

针对电动汽车用驱动电机高成本、高温工况条件性能下降及永磁体退磁等问题,开展了双层"C"+"V"形磁障结构、采用钕铁硼永磁体与铁氧体永磁体的混合式永磁同步电机的相关研究。利用有限元方法,重点研究了包括形状、深度、宽度与磁障间隔比例等转子磁路结构关键参数,对电机最大输出转矩能力的影响。研究结果表明,混合式永磁同步电机可以在明显降低成本的前提下,满足当前电动汽车驱动电机的使用要求。     

新型双余度永磁无刷电机稳态特性的等效磁路模型

与传统的双余度永磁无刷电机不同,新型双余度永磁无刷电机余度线圈之间电气同相位,由两套独立的功率驱动电路形成新型的双余度控制系统,能够实现容错控制以提高系统可靠性。本文在分析双余度永磁无刷电机原理和结构的基础上,建立了双余度永磁无刷电机每个余度绕组的磁路等效模型;在一个电周期内对磁路各部分磁导进行了详细分解计算,确定了以磁导表示的磁通矩阵,推导出气隙磁通和反电动势的计算方法。该数学模型考虑了轭部磁路和材料非线性磁饱和的影响,提高了模型的实用性。有限元分析结果表明了该数学模型的正确性。     

混合式磁场结构永磁同步电机的磁路分析与计算

根据永磁电机磁路分析方法及混合式磁场结构永磁同步电机的特殊结构型式，提出了混合式磁结构永磁同步电机的磁路计算方法，建立了电机的等值磁路图，并较详细介绍子磁钢去磁曲线的合成及空载，负载工作点的求取。     

电梯外转子永磁同步电动机等效磁路分析

根据电梯外转子同步电动机实际结构提出了一种新型等效磁路模型,推导出电磁计算方程,特别地,精确计算了近极槽组合产生的齿顶部漏磁通。用Maxwell2D软件进行有限元分析并验证了此等效磁路模型准确性及可靠性。     

双转子永磁同步电机的磁路建模和磁场分析

为了研究双转子永磁同步电机的设计方法,对电机定子中异向旋转的耦合磁场进行了分析。引入定子铁心径向磁阻和切向磁阻,建立电机的等效磁网络模型,将双转子异向旋转产生的并联磁路和串联磁路交替问题简化为单一的并联磁路问题,得到电机的磁场分析方法。在内外转子上采用不同材料的永磁体,通过优化内外转子半径比,使两个转子产生等大反向的转速和电磁转矩。最后通过有限元分析方法验证了这种设计方法和等效磁网络模型的有效性。     

混合励磁永磁同步发电机等效磁路分析研究

混合励磁永磁同步发电机（HESM）是在永磁同步发电机的基础上,在电机的定子或转子上加入电励磁绕组以调节电机主磁通的新型发电机。先对混合励磁永磁同步发电机的工作原理进行了详细分析,并对电机较为复杂的磁路进行了等效简化。     

基于Maxwell的永磁同步电机特性常数分析

基于磁路法求取电机特性是传统电机设计的一种基本手段。该方法涉及到磁路计算,针对该方法应用在复杂结构或异型结构电机设计时效率较低的问题,本文基于测试发电机法,采用Maxwell 2D和Maxwell circuit editor联合仿真的方法求取外转子永磁同步电机特性常数。样机试验结果表明该方法求取的电机特性常数与真实实验结果基本吻合。反电势常数仿真计算值与磁路法计算值对比,误差小于1%。对于电机性能要求较宽松的设计,可利用该方法代替理论计算求取电机特性,提高电机设计效率。     

考虑磁路饱和的永磁式同步电机计算

介绍一种考虑到磁路饱和的永磁同步电机转矩和电抗的计算方法。该方法利用有限元法对二维磁场进行数值解析，并给出包含正交磁化现象影响的d、q轴方程式。通过改变转子的位置计算水磁同步电动机的转矩和电抗，给出了转矩和电抗随转子位置变化规律的曲线。实验结果验证了其计算方法的正确性。     

基于等效热网络法的永磁同步电机温升计算

永磁同步电机体积小,功率密度高,导致它的单位热损耗大,由此引起的温升不可忽视。因此,本文采用等效热网络方法对永磁同步电机进行温升计算,首先建立了永磁同步电机的热网络模型,然后对模型中的各个节点的热阻,和部分节点的损耗进行计算和分析,最后对热网络图中的各个节点建立热平衡方程,求解方程组,得出各部分的稳态温升并通过实验进行了验证。     

基于有限元法的永磁同步电机弱磁特性分析

永磁同步电机具有高转速、高功率密度以及较高的运行可靠性等优点,已经逐渐被广泛应用在各行各业当中。永磁同步电机的弱磁扩速能力作为一项重要的性能指标,也越来越受到人们的关注。传统的永磁同步电机弱磁特性的计算方法主要是基于建立复杂的控制系统仿真得到的,而采用相关的有限元法分析永磁同步电机弱磁特性的方法并不多。本文首先采用有限元静态磁场法计算得到考虑磁路饱和及交叉耦合的d、q轴电感,然后根据电机的不同运行方式,结合有限元分析软件Ansys,提出了一种简单、有效的永磁同步电机的弱磁特性分析方法,并以一台具体的内置式永磁同步电机为例,对永磁同步电机的弱磁特性进行了详细的分析。     

磁路饱和对永磁同步电机转矩波动的影响

磁路饱和是引起永磁同步电机转矩波动的重要因素之一,因此研究饱和对转矩波动的影响机理具有重要的意义。传统分析转矩波动的模型是利用简化的磁路法导出的,并不能准确反映饱和的影响。基于虚位移法,文中推导了更加通用的精确转矩数学模型。进一步,结合冻结磁导率技术,详细地分析了饱和对各转矩分量的具体影响。结果表明,饱和不仅会使反电动势波形发生畸变,还会增大磁能变化率,提高附加转矩波动。传统的分析模型只能大致反映转矩波动的变化趋势,因此只能用于定性分析而无法用来精确计算。