环形和分布绕组永磁游标直线电机性能对比分析

针对分布绕组永磁游标直线电机端部重叠导致端部过长、质量过重、电机效率过低的问题,提出一种环形绕组永磁游标直线电机。首先,介绍了永磁游标直线电机的工作原理和基本结构;然后,基于有限元分析,将环形绕组永磁游标直线电机的平均推力、推重比、效率、功率因数等性能与分布绕组永磁游标直线电机进行比较;结果表明,相较于分布绕组,环形绕组永磁游标电机的绕组长度缩短了18.7%,端部漏抗降低了41.5%、推重比提高了19%,电机效率提高了4.2%,同时减少了电机铜耗与体积,更具有工程应用价值。     

两自由度直驱感应电机优化设计及特性分析

针对两自由度驱动技术多采用两个或者多个旋转电机以及中间传动装置的复杂性,提出一种两自由度直驱感应电机新结构,可以实现直线、旋转及螺旋运动。采用解析算法,初步确定电机的主要参数;采用有限元参数化建模方法对实心转子导电材料、导电层放置位置以及导电层厚度等进行优化。仿真结果表明,转子采用钢铜复合次级材料,钢层外置铜层内置时,电机运行特性最佳。分析了旋转运动部分和直线运动部分堵转(堵动)及突加负载情况的电机特性,分析结果表明该电机性能达到设计要求。     

改进的永磁同步直线电机直接推力控制策略

针对传统直接推力控制策略的瞬态响应慢和稳态误差大的问题,提出基于线性二次调节器的永磁同步直线电机直接推力控制策略,建立新型的多输入输出的空间状态电机模型,以定子磁链和推力作为状态量,设计线性二次调节器来获得线性状态反馈控制律,并用来取代传统的定子磁链、推力PI调节模块.通过增广的电机空间状态模型达到减小稳态误差和推力波动的目的.通过MATLAB/Simulink仿真,其结果表明,改进的控制策略可以得到更快的动态响应,同时具有减少推力、磁链脉动的效果,所设计的控制系统达到更好的稳态特性和动态特性,具有良好的控制性能.     

表面-内置式永磁转子同步电机多目标优化设计

针对表面-内置式永磁转子同步电机(SIPMSM)优化目标多并且彼此之间相互制约的特点,引入一种统计学方法——田口法实现SIPMSM的多目标优化设计。选取齿槽转矩、电磁转矩波动、转矩永磁体质量比和力能指标等特性作为优化目标,并确定了对目标特性影响较大的优化参数和参数影响因子取值范围。建立参数影响因子和优化目标的实验正交矩阵,利用有限元法进行求解,分析参数的影响因子对SIPMSM目标性能的影响比重,从而确定使SIPMSM综合性能最佳的参数组合。通过对比优化前后的目标特性,结果表明优化后SIPMSM的综合性能得到极大的提高。     

基于ANSYS的永磁直线同步电机磁场分析

永磁直线同步电机（PMLSM）是一种新型电机,近年来,在垂直提升系统、磁悬浮、高精密机床等领域得到广泛应用。由于永磁直线同步电机存在纵向边端效应和横向边端效应,其磁路复杂,非线性强。而且随着永磁直线电机的发展,人们对其电磁机构特性有了更高的要求,传统的磁路法、图解法等很难精确计算直线电机电磁场量的分布,更不能精确求得其推力、法向力特性,目前只有借助数值方法求得近似解。     

基于小波变换的PMLSM垂直运输系统故障信号消噪的研究

永磁直线同步电动机（PMLSM）由于其结构方面,的特殊性,存在着铁芯开断,初级绕组分布小对称,边端效应等诸多影响凶素,同时对于“分段式永磁直线同步电动机垂直运输系统”来说,工作现场存在大量的干扰信号,在对系统工作状态进行监测时．这些干扰信号对运行参数以及故障信息的提取有很大的影响。为了能够对系统进行正确的故障检测或故障诊断,必须对所提取的信号进行去噪声处理。对于“分段式永磁直线同步电动机垂直提升系统”中的同步电动机,功角随时间的变化反应了电动机同步运行的状态,一旦产生失步故障,电压、电流和功率都将发生强烈变化。     

五相 U 型永磁凸极直线电机对比分析

针对直线电机垂直提升系统(LMVHS)无绳化直驱运行,对高容错性、大推力密度的新型直线电机的迫切需求,提出一种五相U型永磁凸极直线电机(FU-PMSPLM),初级设置五相绕组以提高电机容错运行能力,次级永磁体采用U型结构以提高永磁利用率。首先,从降低漏磁角度,分析了U型磁极结构演化机理,并给出电机主要结构参数;其次,采用有限元法对比分析了电机次级永磁体采用U型与Halbach结构的电磁特性,并基于磁动势不变原则,以A相缺相故障为例,与三相U型永磁凸极直线电机(TU-PMSPLM)对比分析了容错性能;最后,制作实验样机并进行实验验证,样机实测与仿真结果基本一致。研究表明,等永磁体用量时,次级采用U型结构较Halbach结构,气隙磁通密度幅值增大13.89%,平均推力提高7.54%,推力波动降低25.07%;FU-PMSPLM较TU-PMSPLM具有更好的缺相运行能力。     

永磁同步电机匝间短路故障短路线圈定位方法

为了研究基于电机外部电信号的直驱永磁同步电机早期匝间短路故障检测及定位方法，提出一种基于探测线圈阵列的DDPMSM的ISF短路线圈定位方法。首先，提出一种基于电机绕组分布及连接方式的探测线圈阵列；其次，分析了探测线圈工作机理，建立了考虑短路线圈位置的探测线圈反电势矩阵；然后，利用所建立的探测线圈反电势矩阵，分析用于ISF短路线圈位置的故障特征量。提出了利用探测线圈反电势差值进行ISF故障检测和故障线圈组的定位，利用探测线圈反电势残差进行短路线圈的定位，提出基于上述定位特征量的ISF定位方法。仿真和实验结果验证了所提出方法的正确性和有效性。最后，以样机为例，将所提出的定位方法与现有故障定位方法进行比较，进一步证明方法的准确性和灵敏性。     

永磁直线无刷直流电动机磁阻力最小化研究

为减小由齿槽效应引起的永磁直线无刷直流电动机的磁阻力,运用叠加原理与数值分析相结合的方法对磁阻力进行分析,发现磁阻力为每对永磁体叠加而成,且波形为正弦波.因此,合理地移动每对永磁体,使它们叠加的磁阻力合力最小,即通过磁极偏移的方法来减小磁阻力.根据计算出每对永磁体移动的距离,利用仿真软件进行了仿真.仿真结果表明磁阻力大大降低,特别是当极对数为偶数时,磁阻力几乎为零.     

槽楔材料对PMLSM电磁特性的影响

为提高PMLSM的电磁性能并降低齿槽力和推力波动,文中提出一种在直线电机槽口安装槽楔的解决方案。槽楔材料对电机性能影响较大,为了使电磁性能最佳,文中以分数槽永磁直线同步电机为研究对象,分析了槽楔材料为硬磁、软磁和非磁时对电机气隙系数的影响。利用有限元法对比分析了3种槽楔材料下电机的气隙磁场、反电动势、齿槽力和推力波动等电磁性能,并对不同负载下削弱推力波动的程度进行对比。分析结果表明,硬磁性材料可以有效降低齿槽力和推力波动。最后研究了不同相对磁导率下硬磁性材料对电机性能的影响,并得到电机性能最佳时的相对磁导率值,为进一步提高电机性能提供了理论基础。