利用定子槽口宽度削弱永磁电机电磁噪声研究

着重研究了永磁电机定子槽口宽度对电磁噪声的影响。通过电磁力解析计算得出电磁力与定子槽口宽度的计算关系。利用Ansoft软件对1台电动汽车用永磁电机进行电磁场计算,求解改变定子槽口宽度对电磁力波的影响,并用ANSYS软件对该永磁电机进行不同定子槽口宽度的2D声场计算。进行了试验验证,仿真计算与试验结果基本一致,可为该类电机削弱噪声设计计算提供参考。

电机绝缘结构介电性能对定子槽内与槽口电场分布的影响

为研究不同频率下电机绝缘结构的相对介电常数对电场分布的影响,本研究以一种主绝缘结构在不同频率下的相对介电常数为变量,计算其对槽内主绝缘夹层结构与槽口电场分布的影响,同时分析槽口电场的优化措施。结果表明:槽内主绝缘夹层结构中,由于薄膜的介电常数较低,其承受的电场比云母带大;槽口空气相对介电常数一定的情况下,随着主绝缘相对介电常数的降低,槽口空气场强略有下降。若槽口铁心棱边倒角处的小间隙存有绝缘漆,可起到降低空气场强的作用;否则,倒角产生的小间隙将产生更大的空气场强;槽口真空灌封能有效降低槽口空气场强。

永磁同步电机槽口宽度对电磁性能的影响

为研究永磁同步电机槽口宽度对电机性能的影响,以一台表贴式永磁同步电机为研究对象,首先利用解析法研究了定子槽口宽度对绕组磁势谐波磁场及气隙磁场的影响;其次利用仿真软件建立了4种槽口宽度的电机模型,采用有限元法分析了其磁力线云图及磁密云图;再次对比了4种槽口宽度下的径向气隙磁密,并对其进行傅里叶谐波分解,探究了随着定子槽口宽度的改变,径向气隙磁密谐波的变化情况;最后以电机的齿槽转矩、空载反电动势与输出转矩作为判断电机电磁性能的参数,分别对4种槽口宽度对应的电机电磁参数进行计算,得出了定子槽口宽度变化对电机电磁性能的影响。

五相混合励磁双凸极电机多目标分层分期优化设计

五相定子槽口永磁型混合励磁双凸极电机定子槽内绕组与永磁体的耦合对优化设计提出了更高的要求,为进一步提升此类电机的功率密度和过载能力,该文提出一种五相20/18极的拓扑结构,对电机的空载特性和功率特性进行分析,确定初始优化参数和目标后进行六参数四目标的分层分期优化。首先,在电机直流饱和前提下,通过槽满率和绕组电流密度的限制提出基本的约束条件并合理分配好定子槽面积;其次,结合正交试验设计法和综合灵敏度分析对电机的本体结构参数进行分层优化,通过有限元分析建立高敏感层参数的数据库并建立数学模型,在此基础上运用改进的非支配排序遗传算法对模型实现分期优化设计,引入佳点集并在算法迭代前期基于线性排名加快收敛速度,在迭代后期施加均值约束避免畸形解,与其他智能算法对比验证了改进算法的优越性;最后,根据优化结构制造实验样机进行实验,验证了所提优化算法的可行性与有效性。

基于ANSYS的小型永磁同步发电机齿槽转矩研究

从能量法角度对永磁同步发电机齿槽转矩展开理论分析,并推导出理论表达式。根据齿槽转矩理论表达式分析转子、定子和永磁体的参数对齿槽转矩产生的影响。利用ANSYS有限元软件分别研究极弧系数、磁钢厚度、定子槽口宽度和转子外径对齿槽转矩的影响。研究结果表明,极弧系数和定子槽口宽度对齿槽转矩影响最大,随着极弧系数的减小,齿槽转矩也会减小,定子槽口宽度也有同样规律。该研究方法具有可行性,其研究结论可为设计发电机或优化电机齿槽转矩提供理论依据。

基于多向电磁力的永磁同步电机电磁噪声分析

针对电机电磁噪声分析中主要关注径向电磁力而忽略电磁力分量,造成分析精度不准确的问题,对某8极24槽车用永磁同步驱动电机进行电磁仿真分析,得到电机磁场以及电磁力分布.在电机定子模型上分别单独加载径向电磁力和综合加载径向、切向及轴向三向电磁力,对比分析电磁噪声.采用边界元法计算电机电磁噪声,通过试验验证仿真分析的准确性.建立电机参数化结构模型,分析不同定子槽口宽度和磁体圆角半径对径向和切向电磁力以及电磁噪声的影响.结果表明,切向电磁力对电磁噪声有一定程度的影响,且加载径向、切向及轴向电磁力的电机定子模型更加真实可靠;合理减小定子槽宽和磁铁圆角半径可以有效降低电机电磁噪声.

基于电磁力分析的永磁同步电机研究及优化

针对永磁同步电机中电磁力作为电磁噪声主要激励源的问题,仿真分析12槽4极永磁同步电机径向电磁力的分布,从谐波成分和幅值两方面研究径向电磁力,并与电机固有频率相比较,判断径向电磁力是否容易造成共振。通过对比分析不同定子槽口宽度和磁体宽度对径向电磁力的分布及谐波幅值的影响,为进一步研究电机电磁噪声提供仿真分析依据,同时为电机优化设计提供参考。

四相容错型缓解直流偏置饱和的混合励磁磁阻发电机电磁特性研究

针对电励磁双凸极电机线圈磁链单极性变化而产生的定子铁心直流偏置饱和问题,提出一种新型的四相容错型16/18极缓解直流偏置饱和的混合励磁磁阻发电机。该电机在定子槽口放置切向充磁的永磁体,来缓解定子铁心的直流偏置饱和,并提高输出能力,此外依旧可以在短路故障时断开直流励磁电流实现容错。通过合理地配置定转子极数,增加电枢绕组自感与互感的比值,从而提高电机的容错能力。首先,介绍四相电机结构的极槽配合和缓解直流偏置饱和原理,并以提高电机的输出能力和容错能力为优化目标,利用遗传算法对该电机进行多目标优化;其次,对该电机进行电磁特性、铁耗、永磁体涡流损耗和容错性能的研究。最后,通过加工实验样机验证理论分析的正确性。