低转动惯量无铁心双定子永磁电机研究

无铁心双定子永磁电机是一种性能优异的新型电机,双定子加杯形转子的结构使得其具有转动惯量低、转矩密度高、响应时间短等特性。本文参照单定子永磁电机计算并设计一台双定子电动机,利用有限元仿真软件对这两种电机进行了有限元建模与仿真。结果表明,与同规格单定子永磁电机进行对比,双定子电机动态响应快、内外气隙磁密分布合理、带负载能力强且效率高,具有很高的应用价值。

电动摩托车用双定子永磁电机设计及其转矩分析

为充分利用电动摩托车轮毂电机内部空间,提高电机的驱动转矩,该文设计了一款双定子结构的永磁电动机。在内外定子主要尺寸、磁路结构、绕组设计讨论的基础上,完成了该电机的电磁设计。用电磁场有限元的方法研究了该电机的转矩特性,并与单定子永磁电机进行对比,结果表明双定子永磁电机的起动性能更好,驱动能力更强,提高了电机的空间利用率,适合作为电动摩托车的轮毂驱动电机。

双C型定子横向磁通永磁电机的优化设计

介绍了一种新型横向磁通永磁电机的工作原理,并分析了电机的结构特点。通过Maxwell软件建立该横向磁通永磁电机的三维有限元模型,并对电机在运行状态下的电磁分布进行仿真,计算永磁体涡流损耗平均值。仿真结果显示,定子与转子间气隙存在明显的漏磁现象,对定子形状进行改进来减小漏磁,并通过计算表明,改进后电磁转矩增大了27.3%;对永磁体涡流损耗进行了分析,提出在转子内侧添加铜层来减小永磁体涡流损耗的方法,并通过设置变量计算出该方案的最佳铜层厚度。

一种基于有限元法与改进无网格法耦合的双定子电机振动噪声分析方法

针对传统有限元法在电机的多物理场耦合计算过程中存在计算量大、耗时长、精度过于依赖网格剖分的缺点,而传统无网格法又存在边界条件施加不方便,在收敛计算过程中矩阵容易产生病态的缺陷。以一台电动汽车用双定子永磁电机为例,提出一种将有限元法与改进无网格法结合的多物理场耦合分析计算方法,来解决旋转机械的振动噪声计算问题。首先,建立电机二维有限元电磁模型,然后深入研究了考虑任意电流激励下的电机电磁力。其次,分别将内外定子齿及永磁体电磁力导入基于有限元和无网格法的三维结构场中进行谐响应分析。在多物理场耦合分析过程中,精确的边界条件和数据传输是求解的关键所在。该文通过在有限元法与无网格法交界面之间的过渡区域内构造一个不匹配的网格数据映射矩阵,可以较好地解决有限元-无网格耦合计算边值问题,实现了两种方法之间的数据映射。然后,将振动分析结果作为边界条件,利用有限元法计算辐射噪声。再次,针对传统无网格-有限元耦合方法求解过程中存在截断误差的缺点,提出构造一种通过修改局部基函数的方法对无网格法进行优化并重新计算谐响应运动。最后,将这两种无网格方法仿真结果与基于有限元计算结果及实验进行对比,在验证了该文耦合计算结果的准确性的同时,还发现改进后的无网格耦合计算方法不仅在精度和鲁棒性上有所提高,而且求解速度远高于传统有限元法耦合求解。该计算方法可以为旋转机械的多物理场耦合计算提供新的思路。

A New-style Permanent-magnet Motor with Double-stator Structure

A new-style direct drive motor with double-stator structure is proposed. The structure and principle of the permanent-magnet (PM) brushless motor are discussed. On the basis of numerical calculation, the cogging torque waveforms of the prototype motor when staggering two stators are analyzed. The method that can reduce torque ripple making use of the structure features of this motor is investigated. The results of numerical calculation and experiment indicate that designing motor with this kind of structure is a good scheme for increasing the power density.