电动汽车用定子永磁型磁通记忆式游标电机性能分析

将磁通记忆的概念和游标结构运用到定子永磁型电机中,提出了一种应用于电动汽车的新型定子永磁型磁通记忆式游标电机。该电机采用了具有高剩磁、低矫顽力的铝镍钴永磁体和磁化绕组,使得在几乎不产生额外损耗的情况下就可以方便地实现在线调磁,从而可实现弱磁升速,有效拓宽了调速范围。在定子外层上增加了调制齿形成单气隙游标电机结构,通过调制齿实现"磁齿轮效应",从而实现电机的变速运行。基于分段线性磁滞模型与有限元时步法相结合分析了电机的静态及动态特性。仿真结果表明:该电机不仅调速范围宽而且具备低速大转矩等性能,能满足电动汽车起动、爬坡加速、高速巡航等运行工况的要求,在电动汽车领域具有一定的研究意义和应用前景。

真空泵用定子永磁型与转子永磁型电机热性能对比

针对真空泵用驱动电机在额定运行过程中转子热膨胀积累导致轴承抱死的工程问题,根据实际真空泵驱动工况要求,设计了1台磁通切换永磁同步电机(FSPMSM)。利用有限元软件,分析对比了具有相同技术要求的FSPMSM,表贴式永磁同步电机(SPMSM)和内置式永磁同步电机(IPMSM)的电磁场、温度场及热应力场。综合分析了上述3种电机的性能差异,研究表明:FSPMSM的转子温升、轴承热形变等均优于2台转子永磁型电机。验证了FSPMSM相比于传统转子永磁型电机能更好地减小运行时的转子损耗与温升,为永磁电机拓扑结构的选择和新产品研发提供了科学的参考依据。

定子永磁型混合式步进电机结构及性能分析

定子永磁型混合式步进电机是一种新型结构的混合式步进电机,相比传统转子永磁型混合式步进电机具有一系列结构及性能优点。为分析电机结构对电磁性能的影响,提出3种电机拓扑结构并建立了解析模型,计算对比不同拓扑结构电机的电磁特性,包括电感特性、磁链特性、反电动势特性和转矩特性。推导磁阻转矩、齿槽转矩和脉动转矩的解析表达式,分析负载变化及定子永磁磁路不对称对转矩脉动的影响。采用有限元法对解析模型进行验证,结果表明,所建立的解析模型能够体现结构参数和电机性能之间的关系,计算速度快且通用性强,特别适合于该类电机的初始设计分析和性能比较研究。

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。

基于参数敏感度的双凸极永磁型双定子电机的优化设计和性能分析

双凸极永磁型双定子(DSPMDS)电机是针对电动汽车(EVs)驱动电机的应用要求,融合了双定子电机理论和定子永磁型双凸极电机理论,具有高转矩密度、高功率密度以及更加灵活多变的工作模式等优点。针对该电机双层气隙、双定子的复杂结构,在DSPMDS电机初始设计尺寸的基础上,通过建立电机参数化模型,并采用多目标敏感度优化方法,筛选出对电机转矩波动和铁心损耗影响最大的关键结构尺寸参数,在此基础上进一步采用响应面法选取最优结构尺寸参数。采用有限元仿真计算分析DSPMDS电机的反电动势、铁心损耗、定位力矩等电磁性能,样机实验结果验证了所提出的参数敏感度优化设计方法和性能分析的正确性,丰富了该类复杂结构的永磁型电机的快速设计和优化的途径。

混合动力汽车用定子永磁型双功率流电机故障分析与容错控制

电机驱动系统的可靠性问题在实际应用中得到了相关领域学者越来越广泛地关注。特别是应用于混合动力汽车的电机,要求电机在故障的情况下能有一定的容错性能。定子永磁型双功率流(DoublePower-Flow,DPF)电机克服了开关磁阻电机和转子永磁型容错电机的各自不足,具有可靠性高和功率密度高等优点。对定子永磁型DPF电机的容错性能进行了研究。为提高DPF电机缺相运行特性,提出了一种容错控制策略,建立了DPF电机驱动系统的联合仿真模型,并将其应用于容错性能分析。仿真和试验结果表明,DPF电机是一种新型容错电机,具有较强的带故障运行能力,在混合动力汽车场合有广阔的应用前景。

采用DSP和CPLD的新型定子永磁型双功率流电机的驱动系统

主要阐述了以一台定子永磁型双功率流电机为控制对象,以浮点数字信号处理器(DSP)和复杂可编程逻辑器件(CPLD)作为控制器的设计方法。分别介绍了内外转子的位置检测方法及速度算法,功率电路的选择,相电流检测,基于CPLD的过电流保护等,其中重点解决了内转子的位置算法。通过斩波控制的方法,证明了该系统可以有效完成对双功率流电机的控制,为以后研究电机在不同工况下的运行性能打下了基础。

定子永磁型双凸极非稀土永磁电机谐波电流抑制

定子永磁型双凸极非稀土永磁电机(NRE-DSPM)采用剩磁较高的铝镍钴(Al Ni Co)永磁代替传统的稀土永磁,降低电机制作成本的同时也可配合磁化绕组对电机气隙磁场进行调节,使电机获得较好的性能。但受电机本体参数影响,NRE-DSPM在运行时相电流中含有大量的谐波,严重影响电机的效率和稳定性。为解决此问题,采用了一种PI控制器并联谐振调节器的电流环控制方法。该方法结构简单,易于实现,且无需增加硬件成本,可对电流谐波进行有效抑制。一台1.25 k W的NRE-DSPM样机在试验平台上进行了试验,试验结果验证了所用方法的有效性。

定子永磁和转子永磁混合式步进电机性能比较研究

定子永磁型混合式步进电机(stator-permanent-magnet hybrid stepping motor,SHSM)是一种新型结构的混合式步进电机,其运行原理与普通转子永磁型混合式步进电机相同,但转子结构更为简单、转子机械强度更高、转矩及功率密度更大、永磁体散热更容易、设计分析计算更为方便。为合理评估两种结构混合式步进电机性能,该文从永磁气隙磁密、最佳铁心迭长、永磁转矩、定位转矩及转矩脉动、永磁磁链及空载反电动势、永磁体漏磁及利用率、定子轭部磁通密度等方面对两种电机进行综合分析比较。试制一台功率为240W的2相8极50齿SHSM样机,通过实验验证其工作原理的实际可行性。基于SHSM样机参数,构建两种电机的有限元仿真模型并进行有限元分析比较。有限元和实验结果验证了理论分析的正确性,为新型SHSM的进一步推广应用奠定一定理论基础。