一种新型混合励磁分段转子开关磁阻电机

分段转子开关磁阻电机磁路短、损耗小,但功率密度低。在该电机的定子槽口增设12块永磁体,构成一种新型12/8极混合励磁分段转子开关磁阻电机。介绍混合励磁分段转子开关磁阻电机的拓扑结构和工作原理,建立电机的数学模型,分析永磁体的工作模式,并用等效磁路法验证其增磁作用。使用有限元法仿真其静态和动态特性,分析永磁体厚度对电机的影响、在不同电流下永磁体转矩与总转矩的占比关系。与传统分段转子开关磁阻电机进行对比,混合励磁分段转子开关磁阻电机的平均转矩提高10.7%,转矩脉动减少11.1%。

电动汽车用新型模块化聚磁转子永磁电机设计及其对比分析

将轮辐型内置式转子和Halbach永磁阵列结合,并取消转子铁心加强筋,减小漏磁达到高聚磁同时兼顾凸极比,实现高转矩/功率密度和宽调速范围。在保证永磁体用量相同的情况下,建立新型高凸极比聚磁转子和V型转子两种电机模型,针对两者的分段转子拓扑,开展电磁性能对比分析,包括气隙磁密、凸极比、功率以及弱磁扩速能力等。同时,考虑到无转子铁心加强筋会导致转子分段存在结构强度问题,仿真验证新型高凸极比聚磁转子结构在最高转速6000 r/min时给予碳纤维护套保护下转子结构强度的可靠性;分析温度限制下新型高凸极比转子电机的功率输出。另外,对比两种不同电机结构的振动噪声情况。最后,研制一台16极/72槽新型高凸极比转子永磁电机样机,实验验证有限元分析结果的准确性。进一步说明了新型高凸极比转子永磁电机在转矩/功率密度和宽调速运行等方面的性能优势。

笼型感应电机转子轴向分段错开结构削弱同步附加转矩的研究

特定槽配合感应电机输出转矩与电机起动位置有关。为抑制转矩随起动位置周期变化引起的转矩波动,提出一种削弱同步附加转矩的轴向分段错开转子结构。建立电磁转矩计算模型,推导关于转子初始位置的转矩幅值表达式,确定产生恒定转矩的磁场阶次和电机转速条件。基于磁动势线性分布假设,探讨转子分段错开结构减小谐波电动势的机理,量化同步附加转矩削弱程度与转子错开段数的关系。以四种特殊槽配合为例,仿真分析单斜槽转子、分段错开转子及两者组合结构转子,对电机基波转矩和同步附加转矩的影响。最后,选择等槽配合方案试制双斜槽转子样机,开展电机堵转转矩和空载特性试验。结果表明,转子分段错开结构有效削弱了同步附加转矩,解决了等槽配合感应电机起动困难的问题,为抑制电机转矩波动和槽配合选取方法的研究提供了理论参考。

基于转子分段斜极的电动汽车用永磁容错转向电机齿槽转矩优化

永磁容错电机因其良好的容错性能成为目前电动汽车电动助力转向系统转向电机发展的焦点之一,但因为永磁电机存在固有的齿槽转矩,会引起电机的转矩波动,影响电机控制精度和运行稳定性,因此采取有效方法削弱电机的齿槽转矩对提高汽车安全性具有重要意义。本文通过转子分段斜极的方法削弱了半内嵌式永磁容错转向电机的齿槽转矩谐波,同时选取所推导的转子分段斜极的最佳斜极角度,使采用转子分段斜极削弱齿槽转矩的效果达到最佳。本文使用Ansys Maxwell搭建仿真模型进行有限元分析并通过实验进行验证,结果表明采用转子分段斜极并选取最佳斜极角度后半内嵌式永磁容错转向电机的齿槽转矩大大削弱,同时电机的线反电势、电磁转矩等性能均得到改善。

转子分段斜极的永磁同步电机轴向磁力的研究(英文)

转子分段斜极技术广泛用于永磁交流电机中,以削弱转矩脉动和机械振动。本文采用三维有限元分析方法,详细分析永磁交流电机由于采用转子分段斜极而产生的轴向不平衡磁力。分析结果表明,铁心轴向长度及定子径向通风道对轴向磁力的影响很小,而转子斜极的分段数、电枢电流的大小与相位角对轴向磁力的平均值及峰峰值都有较大影响。

基于转子分段斜极的齿槽转矩优化设计

通过理论计算和数值仿真,确定了有槽永磁同步电机的合理设计方案,有效地削弱了齿槽转矩。推导出了分段斜极最佳斜极角度与分段数的关系式,根据实际永磁同步电机设计出实现分段斜极的结构方案,通过Maxwell16对不同分段数进行仿真分析来确定最佳分段斜极的分段数,实现优化设计的目的。

内置式同步电机转子分段移位的性能分析与参数计算

转子分段移位能有效削弱相反电势中的齿谐波,降低齿槽转矩和转矩脉动。在有限元仿真计算的基础上,分析转子分段移位数对内置式永磁同步电机相反电势齿谐波及齿槽转矩的削弱效果,并揭示出转子分段移位数与被削弱齿谐波次数之间的关系。分析验证转子分段移位结构的d-q轴电感计算方法,以及对磁阻转矩的削弱影响。

永磁同步电机转子分段斜极的分析研究

转子分段斜极能有效削弱齿谐波,改善永磁电机齿槽转矩和转矩波动。文章提出了转子分段斜极最佳斜极角度的计算方法;基于有限元分析,对一台样机在不同斜极分段数时的空载反电势、齿槽转矩及负载转矩进行了计算比较,得出了转子分段数的选择原则。试验结果验证了结论的正确性。

转子磁极分段移位斜极对永磁同步电机转矩的影响

为了降低齿槽转矩和转矩脉动对电机性能的影响,采用电机转子磁极分段移位斜极方法达到减振降噪、提高永磁同步电机性能的目的.基于此方法对电机的齿槽转矩进行理论计算,并利用有限元法在Maxwell中建立8极48槽内置式永磁同步电机模型,分析转子磁极分段移位斜极方法对齿槽转矩和转矩脉动的影响.研究结果表明:齿槽转矩中除了次数为转子磁极分段数及其倍数次的谐波外,其余谐波基本得到消除,并且随着转子磁极分段增加,齿槽转矩峰值逐渐降低,尤其在磁极分三段时,齿槽转矩峰值下降5.22 N·m,对齿槽转矩的削弱效果最为明显;负载转矩和转矩脉动随着转子磁极分段数的增加逐渐降低,转子磁极分两段时降低幅度较为明显,与转子磁极不分段相比下降60%,并且随着转子磁极分段数增加,转矩脉动趋于平稳.

分段式笼型转子无刷双馈电机的设计与分析

无刷双馈电机(BDFM)在风力发电系统中具有广阔的应用前景。其转子的磁场调制能力优劣直接影响着该类电机的功率密度和效率。基于笼型转子结构提出一种分段式笼型转子结构。介绍了BDFM的拓扑结构和变速恒频发电的基本原理,将几种笼型转子结构的BDFM进行有限元对比分析,深入研究转子导条间隔角度和导条层数对新型转子耦合能力的影响,确定了使得分段式笼型转子具有较强磁场调制能力的结构参数。结果表明:该新型转子结构在保证一定耦合能力的情况下,端部空间利用率更高,电机功率密度更大,且转子结构简单可靠、易于制造。

转子分段永磁同步电动机静态三维场分析

讨论了一种新型转子分段永磁同步电机的结构特点,阐述其运行原理。电机采用两段式转子结构,利用转子间相对位置调整解决了永磁电机制成后气隙磁场难以调节的问题。通过三维有限元法得到不同转子相对位置下电机气隙磁密变化趋势,与理论分析一致,验证了该新型电机结构的合理性。

转子分段斜极在永磁同步电动机中的应用分析

转子分段斜极是一种能有效削弱齿谐波、改善电机齿槽转矩和转矩脉动的方法。引入斜极系数、永磁转矩削弱系数以及磁阻转矩削弱系数分析了分段斜极对永磁同步电动机反电势波形和电磁转矩的影响,揭示了分段斜极和定子斜槽的区别,并提出了分段斜极转子轴向分段数的选择原则和最佳斜极角的计算方法。有限元仿真和实验结果验证了结论的正确性。

转子分段斜极对内置式永磁同步电机性能的影响

转子分段斜极在削弱齿谐波,降低齿槽转矩和转矩脉动的同时,也会对电机在恒转矩区域的峰值转矩和不同电流下转矩最大值时的转矩角的取值产生影响。在内置式永磁同步电机模型的基础上,通过理论分析和有限元计算,分别对电机转子单边分段斜极、双边分段斜极及其不同转子分段数对电机性能的影响进行研究。

转子分段移位斜极的永磁同步电机轴向电磁力分析

永磁体转子分段移位斜极有效抑制了电机的齿槽效应,也可能产生额外的不平衡轴向电磁力,永磁体转子分段移位斜极方法已成为研发高品质永磁同步电机的关键技术。基于轴向电磁力的解析式,解析了永磁同步电机轴向电磁力产生的机理。以一台48槽8极永磁同步电机为例,进行永磁同步电机轴向电磁力的三维有限元仿真实验与抑制技术研究,结果表明,永磁同步电机轴向电磁力主要由绕组端部漏磁和转子永磁体移位斜极漏磁引起,且后者占主要部分;转子线性移位斜极分段数的增多,可减小谐波磁场影响,但移位斜极漏磁随之增大,导致轴向电磁力增大;相同移位斜极分段数的不同拓扑结构,其轴向电磁力幅值差异较大,反对称结构的轴向电磁力由于沿轴向中心面反对称分布,可有效抑制轴向电磁力,其中V形反对称结构效果最佳。

转子不同方式分段斜极对永磁同步电机噪声的影响

电磁振动噪声水平是衡量电动汽车舒适性的综合指标。径向电磁力是电磁振动噪声的主要激振源。对电动汽车驱动用永磁同步电机(PMSM)的径向电磁力进行分析,对径向电磁力时空分离得到的三维频谱图提取出对电磁噪声影响较大的时空阶次及力密度,再运用有限元法对转子不同方式分段斜极的PMSM进行振动噪声仿真,通过结果对比找到最优的转子分段斜极方式。

基于电动汽车驱动电机振动噪声优化的转子结构设计

为降低电动汽车驱动电机的振动噪声,提升电动汽车的振动噪声性能,本文以一台电动汽车驱动用永磁同步电机为研究对象,推导出转子分段错极情况下径向电磁力的解析表达式,并分析错极角度、分段数对径向电磁力的影响。为进一步削弱电磁振动噪声,采用有限元法对比研究了未优化、转子分段错极优化,以及在分段错极基础上采用非均匀气隙这3种情况下径向电磁力和电磁振动噪声的大小;结果表明,同时采用转子分段错极和非均匀气隙的优化方式对电机径向电磁力和振动噪声削弱效果最佳。样机实验验证了仿真结果的准确性,为电动汽车驱动电机减振降噪的设计提供参考。

分段式转子铁心压装工艺技术研究

针对某型异步风力发电机分段式转子铁心压装过程中存在片间压力及通风槽宽度尺寸难控制的问题,提出了保证分段式转子铁心压装可靠性的工艺方法。首先,利用最小二乘法建立发电机转子铁心压缩量与压装力的关系;其次,根据要求的片间压力值设定压装转子铁心的油压机压力和螺栓扭矩值,测定油压机泄压后转子铁心剩余压缩量及最终螺栓扭矩值,判定铁心片间压力符合设计要求值。最后,利用通风槽通止规检测分段式转子铁心通风槽宽度并分析转子铁心叠压系数。结果表明,提出的转子铁心压装工艺方法能够保证风力发电机分段式转子铁心压装可靠性。

电动汽车新型转子内置式永磁同步电动机转矩脉动与电磁振动抑制研究

转矩脉动和电磁振动是评价电动汽车(electric vehicles,EVs)电机品质的2项重要因素。该文设计并研发一种新型两段式磁极转子结构,以降低电动汽车内置式永磁(interior permanent magnet,IPM)电机的转矩脉动和电磁振动。该结构的关键特征是转子由相同轴向长度的两段交错组合而成,不改变永磁体的尺寸和用量,每段转子上一个磁极的极弧宽度与其他磁极不同。受益于两段转子的交错安装,不等极弧宽度所引入的不平衡磁拉力被完全抵消。建立该电机的有限元模型和多物理场耦合分析模型,与一台传统磁极分段结构的10kW原型电机进行对比分析,对电机的电磁性能和振动响应进行全面的比较与评估。最后,分别制作新型两段式转子样机和传统磁极分段样机,对反电动势、齿槽转矩、矩角特性、瞬态转矩脉动和效率等进行试验对比。结果表明,所提出的新型两段式转子电机的转矩脉动、电磁振动抑制效果等性能均显著优于现有的磁极分段电机。该结构可推广到其他转子类型的永磁电机,具有重要的工程实用价值。

转子结构优化削弱车用永磁同步电机振动噪音

针对内置式永磁同步电机由低阶齿谐波引起的电磁力波产生的电磁噪声大的问题,以一款8极48槽内置式永磁同步电机为研究对象,结合麦克斯韦应力张量法与气隙磁场理论给出低阶齿谐波引起的主要噪声倍频。提出了采用转子分段斜极和转子开辅助槽的方法来削弱由低阶齿谐波引起的径向电磁力波,从而削弱该电机的电磁振动和噪音。建立了转子分段斜极的电磁力波解析模型,分析了转子分段斜极与转子开辅助槽对电机电磁噪音的削弱机理。建立了电磁有限元和结构声场耦合模型进行仿真分析,仿真结果表明由一阶齿谐波引起的0阶12f1电磁力在电机工作高速时接近定子0阶固有频率时会达到共振条件激发幅值大的噪音。样机噪声实验结果表明转子结构优化后有效削弱了由一阶齿谐波引起0阶12f1电磁力产生的48倍频电磁噪音。

基于参数敏感度的双转子轮毂电动机优化设计与特性分析

为了克服现有2种类型轮毂电动机在电动汽车实际应用中存在的缺点,提出了一种基于双转子电动机的电动轮集成结构,可实现内外电动机单独驱动、共同驱动、再生制动和复合制动等多种工作模式,从而满足电动汽车多工况运行需求.针对双转子轮毂电动机的复杂结构,建立了其参数化模型,以电动机平均输出转矩和转矩脉动为优化目标,采用参数敏感度分析和响应面法相结合,筛选出了对电动机优化目标影响最大的关键结构尺寸参数,并确定其最优值;通过有限元分析对电动机的空载磁力线分布、反电动势、输出转矩等性能进行了验证.结果表明:参数优化后,这些性能均得到了明显改善;采用分段斜极对双转子轮毂电动机的转子结构进行改进,有效降低了电动机的齿槽转矩,进一步改善了电动机的运行可靠性.