新型分段定子开关磁阻电机转矩增强和径向力减小的分析研究

开关磁阻电机由于结构简单和启动转矩大等优点应用于许多领域,然而与永磁电机相比,其表现出较低的密度转矩和较大的振动噪声。文中提出一种新型分段定子开关磁阻电机,并在每个定子块两侧增设永磁体,构成分段定子混合励磁开关磁阻电机。首先介绍了拓扑结构和原理,磁路等效法证明了永磁体对气隙磁通加强作用,同时通过有限元仿真得出永磁体对转矩密度的影响并得出优化永磁体厚度。其次建立外转子齿顶开槽模型分析径向力减小的原理,同时对不同槽口宽度和深度模型仿真分析,得到优化尺寸。最后仿真表明,分段定子混合励磁开关磁阻电机的平均转矩提高了34.2%,转矩脉动下降了19.3%,定转子重叠区间的径向力波降低了12.5%,有效降低了径向力,改善了振动噪声。

一种基于分段定子的直线永磁磁通切换电机结构及其优化方法

直线永磁磁通切换(LFSPM)电机动子结构简单,功率密度高,以其电枢绕组和永磁体都在动子的结构特点,特别适合长定子应用场合来降低成本。研究了一种分段定子结构的LFSPM电机,其结构的主要特点是可以减小电机的齿槽力,同时兼顾绕组基波幅值并减小绕组的谐波含量。在分析了电机齿槽力和线圈磁链与分段定子错位位移之间的关系后,根据不同电机结构优化选择了合适的错位位移。最后,利用ANSYS有限元分析对采用所提出的分段定子结构的2台LFSPM电机进行仿真验证,仿真结果证明了2台电机所选错位位移合理有效,所研究电机的齿槽力相对较小,相绕组磁链波形较正弦。

分段定子伺服齿轮电动机等7则

分段定子伺服齿轮电动机美国Exlar公司研制的新颖SLG旋转式伺服齿轮电动机系列采用分段定子结构,从而具有良好的性能。每段定子具有独立的相绕组,能有效地控制发热,提高转矩。该电动机已获UL认证,目前有三种机座尺寸:20、90和115 mm,而每一种机座均有二挡或一挡减速比,从4:1～100:1。

分段长定子直线电机的磁场定向控制与间接磁通控制的比较

分段长定子永磁直线电动机能够形成车道,是工业上物流系统中的一种有效方法。本文利用有限元法得到的三维表并将其作为前馈量的方法来比较磁场定向控制和间接定子磁通控制,相应实验结果在文中给出。

多目标算法分层优化策略在开关磁阻电机中的应用

针对电机多参数多目标协同优化较为复杂的问题,提出了基于非支配排序遗传算法分层迭代优化的思想。首先,介绍定子分段混合励磁开关磁阻电机的设计流程和工作原理。其次,选择电机的待优化参数和优化目标,并引入Pearson相关系数分析电机参数与优化目标的相关性,根据相关性结果对待优化参数进行分层;建立各层优化参数与优化目标的非线性模型,将非线性目标模型引入多目标优化算法。最终,在Pareto前沿中选取最优个体,完成对电机结构参数和控制参数的分层迭代优化,确定电机的最优结构参数和控制参数,并通过有限元分析软件进行验证。相比较于初始模型,优化后电机的效率略有提高,平均转矩增加12.44%,转矩脉动减小64.96%。根据最优参数制造出实验样机,实验结果验证了优化设计的有效性和优越性。

CT直驱电机电磁设计及有限元分析

先进的医疗CT采用永磁电机直驱结构,提高了系统的响应速度和传动效率,但也对电机本体的振动噪声水平和大型定子加工装配技术提出更高的要求。本文首先根据医疗CT的使用工况计算了直驱电机的设计指标,从降低转矩脉动、电磁力波的角度,选择了合理的极槽配合,完成电机的基本电磁设计。此外,考虑大型定子的装配问题,在整圈定子基础上设计了分段定子方案,最后,通过有限元分析证明了设计的合理性,并从转矩脉动、损耗等方面对整圈定子和分段定子进行比较。