新型双层半插入式交替极永磁电机的解析建模

为了提高永磁电机的电磁转矩,提出一种新型双层半插入式交替极永磁电机模型。内层为交替极磁极,外层为表贴式永磁体,内外层永磁均为径向磁化。采用二维子域模型法,将求解域划分为定子槽、定子槽口、气隙、外层永磁和内层永磁共5个子域。根据拉普拉斯和泊松方程,通过分离变量法获得各子域矢量磁位的通解,再根据边界条件并求解矩阵方程,获得各子域矢量磁位的直流分量和谐波系数。以一台8极9槽新型电机为例,计算了电机的气隙磁密、空载感应电动势和电磁转矩,结果表明,在永磁用量相同的前提下,与传统的表面插入式电机相比,新型电机具有更高的电磁转矩。最后,用有限元法验证了解析模型的正确性。

新型交替极无轴承永磁电机的原理与实现

传统永磁型无轴承电机悬浮力和转矩控制存在耦合,该文对一种新型交替极转子结构的无轴承永磁电机的磁悬浮原理进行了深入分析和数学建模,指出该类型电机所具有的独特的悬浮控制和转矩控制解耦的特点,并构建了无轴承交替极永磁电机的实时控制系统。实验结果表明实现了该新型无轴承永磁电机的动、静态稳定悬浮,验证了悬浮与转矩控制解耦的特性。

基于摄动法的交替极永磁电机偏心磁场解析计算

应用摄动法求解交替极永磁电机偏心磁场问题,求解区域分为气隙和永磁体两部分,建立了这两部分的摄动方程,并给出了求解域的边界条件和方程的通解,利用边界条件确定了通解的待定系数,得到了偏心情况下交替极永磁电机气隙区域的磁场分布和偏心力。最后应用有限元进行了计算,结果表明该方法对于解决交替极永磁电机偏心磁场问题的正确性。

交替极永磁无轴承电机的直接悬浮力控制

通过借鉴永磁同步电机直接转矩控制(PMSM-DTC)的思想,将直接转矩控制的理论和方法应用到永磁型无轴承电机磁悬浮力的控制上去,提出了一种新颖的基于空间矢量脉宽调制(SVPWM)方法的直接悬浮力控制算法,并在一台交替极无轴承永磁电机上进行了实验验证,结果表明该控制思想的正确性和有效性。

不同极槽配合交替极永磁电机齿槽转矩和转矩脉动的研究

交替极永磁电机即极性相同或相异的永磁体由凸极铁芯替代,在保证高转矩密度的同时提高永磁材料利用率,但其气隙磁密不对称。该文建立气隙磁密非对称下的齿槽转矩数学模型,阐明磁场谐波与齿槽转矩的关系,揭示不同极槽配合下非对称气隙磁场中的偶次谐波对齿槽转矩的影响规律。研究气隙磁密偶次谐波对反电势和电磁转矩脉动的影响,基于绕组理论研究极槽配合对交替极永磁电机反电势偶次谐波和电磁转矩脉动的影响。加工交替极永磁电机,对以上理论分析进行实验验证。

交替极轮毂电机齿槽转矩的优化研究

针对交替极轮毂电机,研究能够削弱其齿槽转矩的结构参数。对永磁电机齿槽转矩的产生机理进行分析,可以通过槽极数配合、优化极弧系数两种方法减小齿槽转矩,运用有限元分析软件Ansoft对电机进行二维建模,并通过上述两种方法对齿槽转矩进行仿真分析,最终得出选择合理的槽极数组合以及极弧系数,能够有效地减小齿槽转矩。

压缩机用交替极永磁同步电机关键尺寸参数优化设计

交替极永磁体永磁同步电机仅具有常规永磁同步电机一半数量的永磁体,可以显著降低永磁体使用量。本文分析了交替极电机的运行原理,指出了其与常规电机的结构差异,并且分析了由结构差异导致的优缺点。而后通过有限元分析,探讨了交替极电机模型中四个关键结构对其性能的影响,结果表明,不同的结构对电机性能的影响存在着明显的优先级,在电机优化过程中应有所侧重。

增程器用少稀土永磁交替极发电机设计与分析

针对传统的增程器用12极18槽永磁发电机制造成本高、感应电动势波形差等问题,提出了一种的新型结构永磁交替极发电机。通过改变极槽匹配关系和转子铁心上磁钢布置方式,实现稀土永磁用量的减少和感应电动势高次谐波的降低。利用有限元软件对四种结构的增程器发电机进行了建模仿真,结果表明与传统的增程器用12极18槽永磁发电机相比新型永磁交替极发电机能够减少稀土永磁用量;并且降低5次、7次感应电动势谐波含量。最后通过实验验证了新型永磁交替极发电机设计的合理性。

基于开关型霍尔的交替极永磁电机位置估算策略

为解决交替极永磁电机使用开关型霍尔时位置估算困难的问题,提出了一种基于非对称霍尔矢量谐波模型的位置估算策略。首先分析交替极永磁电机转子结构与气隙磁密,利用极弧系数重新划分非对称霍尔位置信号扇区。通过离散时间傅里叶变换构建非对称霍尔位置矢量的谐波模型,并根据其谐波模型滤除位置矢量中的高次谐波干扰。将获得的基波矢量作为矢量跟踪观测器的输入,完成对转子位置与转速的估算。最后通过实验验证表明,采用所提出的霍尔矢量谐波滤除策略能够实现高精度的转子位置与转速估算,且具有良好的动静态特性。

外转子交替极伺服永磁电机低转矩脉动设计与综合优化

针对伺服电机减少永磁体用量、降低转矩脉动的需求,研究了削弱外转子交替极永磁电机转矩脉动的方法。对交替极永磁电机转矩脉动的产生机理进行了分析,可以通过永磁体极弧系数优化、永磁机不等极弧系数配合和定子齿偏心结构等方法削弱电机转矩脉动,运用有限元分析软件Ansys Maxwell对电机进行二维建模,并对比了不同优化方法对电机转矩脉动削弱的效果,最终验证了采用多种方法对外转子交替极永磁电机转矩脉动进行综合优化能够有效削弱电机的转矩脉动。