一种永磁同步电主轴转矩脉动和电磁力波的抑制方法

针对磁极为平行充磁且两边平行的表面式永磁同步电主轴存在转矩脉动和径向电磁力波的问题,提出一种磁极结构优化方法以抑制转矩脉动和径向电磁力波。基于等效面电流法建立磁极表面半径为任意值的永磁同步电主轴转子气隙磁场的解析模型;综合研究转子气隙磁场对定子开槽电主轴转矩脉动、径向电磁力波的影响;在最小气隙长度不变的前提下,确立优化目标(气隙磁通密度的谐波和幅值),并通过迭代计算的方式得到满足不同优化目标的永磁体磁极结构方案(方案一结构和方案二结构);最后,通过有限元法验证转子气隙磁场解析模型的有效性,并对原结构电主轴、方案一结构电主轴和方案二结构电主轴的转子气隙磁场谐波、转矩脉动、齿槽转矩、平均转矩和径向电磁力波进行对比分析。结果表明:该优化方法可以得到满足不同优化目标的永磁体磁极结构方案,实现原电主轴指定阶次磁通密度谐波、转矩脉动和径向电磁力波的综合抑制。     

永磁同步电主轴的电磁噪声分析

为了提高永磁同步电主轴的加工精度、减小振动、降低其电磁噪声,考虑谐波磁动势的影响,推导永磁同步电主轴气隙磁密的解析表达式,提高了永磁同步电主轴径向磁密的计算精度。采用解析法计算径向磁密及其谐波,利用有限元法求解径向电磁力。建立该永磁同步电主轴的三维模型并进行模态分析以及谐响应分析,实测了电主轴的振动加速度。将模型电磁力频率以及模态分析结果与实测振动加速度频谱进行对照,结果表明径向电磁力是引起振动的主要原因,共振是产生噪声的主要因素。通过对永磁体结构的优化,减小了永磁同步电主轴的径向电磁力。通过噪声仿真分析,验证了电主轴结构优化后噪声的降低。     

永磁同步电主轴磁极结构对气隙磁密分布的影响

永磁同步电主轴设计的关键因素之一是如何确定产生所需气隙磁密的永磁体的尺寸。传统的永磁体尺寸设计采用经验公式估算,不具有准确性。文章阐述不同磁体尺寸对三种磁极结构径向磁通永磁同步电主轴气隙磁密的影响。借助于三种磁极结构的静态有限元模型仿真,揭示出永磁体体积和产生磁通的永磁体面积之间的直接关系。因此,一旦确定了最小永磁体体积,就可以很容易的计算出产生磁通的永磁体面积。此技术也可用来设计转子截面积有限的异步启动永磁同步电主轴。     

利用谐波注入法改善永磁同步电机的运动特性

为了提高永磁同步电机的稳定性,减小转矩脉动,降低振动,采用多软件联合仿真,提出了一种基于多同步旋转坐标系的主动谐波注入法.该方法采用了解析法进行坐标变换,建立了谐波数学模型,完善了各阶次谐波下的谐波状态方程.利用PI控制器追踪高次谐波的电流和电压,实现了高次谐波的提取与注入.并通过转速环、电流反馈环和电压补偿环实现了转矩脉动和振动噪声的降低.     

高层建筑供暖回水分析

高层建筑供暖中，其回水工况直接影响供暖系统效果，对采用的无压回水方案做出了分析；针对回水负压问题，介绍了设置中间水箱，控制回水为非涡管流的措施及有关计算方法，经地沈阳几年家高层建筑实施，所采用的措施及计算法的正确性得到了验证，亦为高层供暖回水管系统设计提供了可靠的依据。     

"模块化"混合励磁同步电机结构设计与制造技术研究

磁极分割型混合励磁同步电机无附加气隙,励磁效率高,且结构相对简单,更易实现模块化.以1台10 kVA磁极分割型混合励磁风力发电机为研究对象,对其定子和转子分别进行模块化设计,同时对其制造技术进行了研究并完成样机制造,为同类电机的结构设计和制造提供参考.     

一种抑制盘式永磁电机转矩脉动的方法

针对盘式永磁电机气隙磁密和反电动势中含有谐波、存在转矩脉动的问题,提出了一种磁极形状优化方法以降低盘式永磁电机气隙磁密波形和反电动势波形的畸变率、抑制转矩脉动。 建立了盘式永磁电机的等效磁网络模型,基于此模型解析计算出电机的空载反电动势,并通过有限元法进行了仿真验证。在确定最小气隙长度前提下,对不同磁极整形方法（即不整形、圆弧削极、偏心圆弧削极）气隙磁密、反电势、转矩脉动这些电磁性能进行了比较,得出了最佳优化方案。结果表明,优化设计后,气隙磁密波形和反电动势波形的畸变率明显减小,转矩脉动得到抑制。     

不同保护型式下的高速表贴式永磁转子应力与温升分析

针对高速表贴式永磁转子的不同保护型式,建立了三层配合下的表贴式永磁转子应力解析计算模型,基于该解析计算模型对钛合金护套和碳纤维护套保护下的永磁转子进行设计,并通过有限元法对解析计算模型的正确性进行验证。研究了不同护套材料、过盈量、极间填充材料、温度等因素对护套等效应力的影响规律。建立了高速表贴式永磁转子涡流损耗与温升的计算模型,研究了不同护套保护措施、不同填充材料下,永磁转子涡流损耗分布与永磁体温升特性。在此基础上,完成了一台高速表贴式永磁电机的设计与制造,并进行了实验,结果证明了该文计算分析的正确性。     

降低永磁同步电动机噪声的方法

从永磁同步电动机声压级频谱分析着手,分析主要峰值频率的来源。首先,通过实验获取了在4k Hz开关频率下、满载工况时永磁同步电动机的声压级频谱图,找出对应的主要峰值频率。其次,从三个方面分析了产生声压级峰值的原因。产生主要声压级峰值的频率包括旋转频率、极对数频率、每相齿槽频率、齿槽频率、径向电磁力频率、开关频率等力源频率。通过实验模态分析测得了定子系统的固有模态频率和振型。计算了考虑轴向模态的相对声强系数。最后,提出了降低噪声的综合解决方案,使某型号永磁同步电动机满载时额定转速下噪声值降低了5d B(A)。为低噪声永磁同步电动机的设计提供了参考。     

多级锅炉给水泵径向载荷和轴向推力实验研究

对多级离心泵径向载荷和轴向推力进行了测试分析，并时该泵在三种间隙密封下径向载荷和轴向推力随流量变化而改变的趋势作了定性的研究，发现密封间隙是影响转子径向载荷的重要因素，尤其是在小流量工况点