高磁路饱和永磁同步电机永磁体负载磁链动态估算

永磁同步电机通常由于安装空间和自重的限制,要求其具有较高的电、磁负荷,导致电机内部出现严重的磁路饱和,而在高磁路饱和的情况下,永磁体磁链会随电流的改变而发生非线性变化。为了准确估算电机负载状态下的永磁体磁链,该文首先描述了dq轴电流对永磁体磁链的影响,并结合定子铁心局部磁饱和特性,分析了气隙磁动势和铁心磁动势之间的比例关系,提出了基于磁链系数的永磁体磁链模型。接着根据测量的相电压以及定子铁心材料的磁导率曲线,提出了一种考虑磁路饱和的永磁体负载磁链动态估算方法。最后搭建了300kW内置式永磁同步电机实验平台,通过有限元仿真和实验验证了该文所提出的估算方法的有效性和准确性。

环状永磁转子直流无刷电机特性对比分析

建立环状永磁体转子无刷直流电机磁场解析模型。利用分离变量法求解模型中标量磁位的拉普拉斯方程与泊松方程,从而得到了电机的气隙磁密解析解,并与有限元仿真结果对比,验证了模型准确性。利用上述解析结果分别建立了环状转子与分块状转子无刷直流电机模型,对比分析了在外形尺寸和空载气隙磁密相同条件下,两类无刷直流电机的感应电动势、电磁转矩及其波动、转矩系数以及材料成本等特性,为该类电机设计及应用提供了良好的理论基础。

变速永磁同步水轮发电机年发电量最优设计

变速恒频水力发电技术有利于改善传统恒速发电存在的综合效率低、运行条件恶劣、枯水期水资源浪费的不理想情况,对节能与机组健康运行意义重大。文中针对全功率变流器变速发电系统永磁同步电机进行优化设计,不同于经典设计方法仅优化电机额定工况运行效率。首先预分析了拟设计电机的运行工况,并建立了多个水文季节下永磁电机的效率模型。其次,求解多效率目标函数的最优解以提高发电机年发电量,进一步利用田口法结合有限元分析局部优化了永磁电机电磁性能,基于以上分步优化方法得到了电机整体结构参数。最后,130 kW全功率变流机组的实测数据验证了变速恒频发电系统的可靠性与高效性。

特种车载500kW永磁同步电机的优化设计

特种车载永磁同步电机温升过高会导致其绝缘寿命和工作性能显著下降。本文以特种车载500 kW永磁同步电机优化过程为例,通过调整电机磁钢参数来改善电机磁路分布,减低电流波形畸变率,从而有效降低电机温升。本文应用Maxwell 2D软件计算电机电磁场,检验了电机空载工况的电磁性能。采用典型电机热路模型法对电机建模,应用Motor-CAD软件对温度场进行对比分析。计算结果和实验结果表明优化方案温升降低约42.17%,验证了该方法的有效性。