定子线棒受力三维有限元分析

文章构建了用三维瞬态有限元方法计算大型发电机定子线棒电磁力的数学模型,并以某大型发电机的端部实际结构搭建数学分析模型,搭建了满足实际工程结构的发电机定子线棒端部三维瞬态有限元模型。随后进行三维有限元单元剖分和边界条件处理,并完成了对空载运行、额定负载运行、进相(深度0.9)运行等不同工况下发电机定子线棒端部受到电磁力的计算和分析。计算结果不仅验证三维瞬态有限元法分析发电机电磁场的正确性,同时也为发电机定子线棒的设计和振动研究提供了理论依据,并根据分析结果提出了一些防止定子线棒振动的优化措施。

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。

通用型永磁同步屏蔽电机电磁设计

利用三维瞬态有限元法设计了不同功率的通用型永磁同步屏蔽电机。该电机为整体式永磁转子,极弧系数为1,无转子铁心,结构简单。由于二维有限元法无法计算绕组端部漏感,为此采用三维有限元法。考虑到生产成本,在没有改变定子铁心和转子的基础上,保持额定电压及额定转速不变,仅通过改变定子绕组的匝数和线径,从而改变了三相感应电动势,并设计了不同功率的永磁同步屏蔽电机。利用三维瞬态有限元法计算出不同功率电机的各种损耗及效率等性能参数。最后,样机实测结果与计算结果一致,验证了计算结果的正确性。

整体转子结构永磁屏蔽电机的设计与优化

通过对双凸极永磁电机的分析,设计了一款用于管道屏蔽电泵的小功率整体转子结构永磁屏蔽电机。在此基础上,为了提高永磁屏蔽电机的效率,对该电机进行了优化设计。设计的电机为整体永磁转子,极弧系数为1,无转子铁心,且对定子结构进行了漏磁分析与设计。由于经验公式法无法精确计算涡流损耗,为此采用三维瞬态有限元方法分析计算了定转子屏蔽套的涡流损耗,并对该永磁屏蔽电机的性能进行了分析。然后采用拟牛顿法对该永磁屏蔽电机进行优化分析,使得在满足一定的约束条件下,效率达到最大值。最后制作了样机,样机实测结果验证了计算结果的正确性。

新型钢次级弧形直线感应电动机法向力研究

提出一种新型钢次级弧形直线感应电动机,采用多层行波电磁场理论建立该电机的区域模型,推导出法向力计算公式,建立该钢次级弧形直线感应电动机三维瞬态有限元仿真模型,仿真结果与解析计算结果相吻合。并与同参数的扁平形钢次级直线感应电动机作比较,结果表明这种钢次级弧形直线感应电动机在不改变推力的前提下能够减少法向吸力,提高推力与吸力比值,为该类电机的性能计算、优化设计奠定理论基础。

无刷直流永磁屏蔽电机参数计算

屏蔽电机主要用于各类液体循环系统中。由于无刷直流永磁屏蔽电机的端部漏感较大,二维方法无法精确计算电机性能,需要用三维数值方法计算。采用三维瞬态有限元方法分析了一台无刷直流永磁屏蔽电机的电磁场,并运用能量摄动法计算了不同转子位置角时电机定子绕组的自感和互感值,且对其进行了傅里叶分析。在此基础上,采用场路耦合的方法,计算了该电机在额定工况下的各种损耗、电磁转矩和效率等性能参数。

基于场路耦合法计算爪极发电机输出功率和效率

爪极发电机磁场呈典型的三维分布,需用三维数值方法计算。文章采用三维瞬态有限元法计算爪极发电机电磁场,得到各项铁耗;采用场路耦合法计算,得到了额定负载时电励磁爪极发电机的效率,并且得到了电励磁、混合励磁爪极发电机的最大输出功率。电励磁爪极发电机输出性能实测值与计算值的一致性验证了计算结果的有效性。

动圈式电磁直线驱动装置多目标优化设计

为进一步提高电动汽车变速系统的结构紧凑性和动圈式电磁直线驱动装置推力特性,采用多目标遗传算法对其Halbach永磁体结构进行了优化设计。以动圈式电磁直线驱动装置的推力和力最大波动率作为优化目标,结合磁路法和有限元方法,提出了凸形、弧形和直梯形磁体不同结构设计方案,通过JMAG三维瞬态有限元对比分析得到外直梯形方案力性能最佳。在此基础上,采用了基于多目标遗传算法(MOGA)的结构参数优化方法,优化结果显示,推力峰值和力最大波动率数值分别为1247.3 N和23.19%,推力峰值符合要求且力最大波动率相比于初始结构降低了19.9%。试验结果表明,该驱动装置力最大波动降低了24.0%,验证了数值计算的准确性和设计优化方法的有效性。