定子结构优化对盘式电机齿槽转矩的影响分析

齿槽转矩会恶化电机性能,为削弱盘式永磁电机齿槽转矩,文章提出了定子偏移和不等定子齿靴两种结构优化方法。首先通过能量法与傅里叶分解推导出轴向电机齿槽转矩公式,进行定子槽口宽度优化得到原模型的最小齿槽转矩;然后用公式推导计算与有限元分析,得到定子偏移结构的偏移角度;最后通过理论分析和仿真计算得到基于最小齿槽转矩的不等定子齿靴扩张宽度比,不等定子齿靴结构可使定子上下两侧的齿槽转矩相互抵消。对比结果表明,不等定子齿靴结构对齿槽转矩削弱效果最好,当扩张宽度比取1.2时,齿槽转矩降低71%。

定子齿开槽对六相电机齿槽转矩的影响

针对六相永磁电机齿槽转矩过高引起振动和噪声问题,以一台12槽10极表贴式永磁电机为例,提出一种在定子齿开辅助槽的方法降低齿槽转矩。分析永磁电机齿槽转矩的工作原理,推导出齿槽转矩与开槽结构的解析关系;对定子齿开槽方法进行设计,进一步对辅助槽位置、数量和尺寸进行分析和优化;对开槽前后电机进行有限元仿真分析,并与初始电机进行性能对比。结果表明:定子齿开辅助槽对于抑制齿槽转矩有着显著作用,最大可减小约91.8%。结果验证了该方法的可行性和有效性。

基于定子齿削角的近极槽永磁同步电机振动噪声削弱方法

对于近极槽永磁同步电机而言,其振动噪声特性具有许多的特殊性。本文首先分析了分数槽永磁同步电机在定子齿削角时永磁体产生的气隙磁通密度分布表达式,然后利用所推导的解析表达式计算了在不同齿削角度情况下的各次谐波幅值,最后分别应用有限元法与解析公式计算分析了齿削角方法对电机振动噪声所带来的影响。结果表明,对定子应用齿削角的方法可有效降低近极槽表贴式永磁同步电机的振动噪声。

行波接触型超声波电机定子齿对电机性能的影响

本文对行波接触型超声波电机定子振动情况进行了分析 ,得到定子振动的固有频率和幅频特性 ,阐述了电机中定子齿的设置对定子振动的作用。针对三种不同的定子环模型 ,分别讨论了定子齿对固有频率、振幅及电机转速的影响 。

超声马达定子齿运动模型的建立

超声波马达作为一种新型的小马力电机已引起科研人员的极大关注．本文中，作者利用解析法建立了行波型超声波马达定于齿的运动学模型，这对进一步研究转子与定子间的接触模型是至关重要的．同时，我们采用有限元法研究了马达在各阶振动模式下接触点位移、马达共振频率与齿高的变化规律，发现齿高在从３ｍｍ到９ｍｍ的区间变化时，对接触点圆周方向的位移影响较大，特别是在高阶（９，０）振动模式下，而径向位移在齿高６ｍｍ左右时基本趋于饱和。我们依据齿的运动数学模型研制出一种新型的三维接触式超声波马达．

一种定子齿错位的模块化直线永磁磁通切换电机

直线永磁磁通切换电机的电枢绕组和永磁体都在动子上,而定子是凸极铁心,在长定子场合,如轨道交通,可以降低成本,具有很大的应用潜力。对一种模块化直线永磁磁通切换(MLFSPM)电机的结构进行改进,提出了一种基于定子齿错位的MLFSPM电机,主要目的是减小电机的定位力的同时,兼顾绕组基波幅值并减小绕组的谐波含量。在分析了电机定位力和线圈磁链与错位角之间的关系后,针对同时减小定位力和磁链谐波含量的目标,为电机选择了合适的错位角。最后,利用ANSYS有限元分析,对所提出的定子齿错位结构的MLFSPM电机进行仿真验证,仿真结果证明了所选错位角合理有效,所研究电机的定位力相对较小,相绕组磁链波形较正弦。

考虑定子齿结构的行波超声波电机接触摩擦模型

本文分析了定子的振动、定转子的法向接触和切向摩擦,考虑了定子齿结构,采用解析法建立了环形行波超声波电机定转子接触摩擦模型。基于所建立的模型,分析了定子表面质点与转子间的接触时间和切向摩擦力以及电机的转矩-转速特性。此外,也对考虑定子齿结构和忽略定子齿结构的模型计算结果进行对比,结果显示,在相同的预压力下,考虑定子齿结构时,定子表面质点与转子的接触时间比忽略定子齿结构时要长,而且转矩-转速特性的计算结果要低于忽略定子齿结构时的计算结果。最后,将理论计算结果与实验结果进行了对比,考虑定子齿结构时的计算结果比忽略定子齿结构时更接近实验值,说明考虑定子齿结构的接触摩擦模型能准确地反映定转子间的接触和摩擦特性。

定子齿结构TRUM离散化动力学分析方法

基于目前行波型旋转超声电机定转子非线性接触动力学理论研究的复杂性,提出一种简易求解的界面离散化动力学分析方法。首先,着眼于定子齿的离散分布特性,化定转子齿面接触为离散点接触,在定子齿与转子的不同接触状态下,通过引入等效刚度的概念,对定子齿与转子间的轴向作用力进行求解,从而获得定转子的离散等效作用力,确立定转子的相对运动关系;然后,从离散接触点的三维运动特性出发,分析接触过程中的径向和周向摩擦力,从而研究输出机械特性和界面能耗;最后,通过仿真和实验,验证了该方法对接触界面动力学的准确描述。

定子齿开槽对内置式永磁电机齿槽转矩的影响

内置式永磁电机的永磁体在转子内部,与表贴式永磁电机相比,其等效气隙小、齿槽转矩的影响大。在分析齿槽转矩产生机理的基础上,研究了定子齿开辅助槽对内置式永磁电机齿槽转矩的影响。以8极48槽内置V型永磁同步电机为研究对象,利用有限元方法分析了槽口宽度、深度和槽口中心线夹角对齿槽转矩的影响。研究表明,合理设计定子齿上的辅助槽可以有效地削弱内置V型永磁同步电机的齿槽转矩。

基于杂散损耗分析的感应电机定子齿参数优化

为研究低杂散损耗的定子齿参数,对引起杂散损耗的电机谐波磁场进行了理论分析,建立了有限元电机杂散损耗计算模型,分析了11 k W铸铝转子感应电机定子齿参数变化对电机杂散损耗的影响。分析结果表明,定子齿参数对电机杂散损耗影响程度由大到小依次为定子齿顶拱高、定子齿顶宽、定子齿宽和定子齿顶高。在保持电机转矩特性的前提下,结合有限元分析结果,对感应电机定子齿参数进行优化,电机杂散损耗降低了29.8 W(约占优化前杂散损耗的23.4%)。

基于定子齿齿肩削角的内置永磁电机齿槽转矩削弱方法

为削弱电动汽车用内置式永磁同步电机的齿槽转矩,提出了一种定子齿齿肩削角的方法。建立定子齿齿肩削角前后的气隙长度等效模型,推导有效气隙长度分布函数,分析定子齿齿肩削角降低气隙磁密低次谐波幅值,削弱齿槽转矩的机理;以三相8极36槽内置式永磁同步电机为例,利用有限元法对定子齿齿肩削角的不同形状和尺寸进行仿真分析,获得最优参数匹配。结果表明,定子齿齿肩椭圆形削角有效降低了气隙磁密谐波幅值,提高了电机反电势波形正弦性,削弱了齿槽转矩;优化后的电机齿槽转矩的峰值降低了77.2%,反电动势的9,13,15,17,19和21次谐波幅值明显下降,电机的输出品质显著提高。所提方法通过改变气隙长度分布函数,减小了气隙磁密特定谐波,可有效削弱永磁电机的齿槽转矩,为同类型电机齿槽转矩的优化提供参考。

机电集成超环面传动环面定子齿受力分析

以机电集成超环面传动理论为基础,利用材料力学理论对环面定子齿所受的支反力进行了分析计算,给出了该传动中环面定子齿的受力方程,得出了机电集成超环面传动环面定子齿受力的变化规律,为机电集成超环面传动设计提供了理论基础。

定子齿顶偏心对压缩机用IPMSM振动噪音的影响

采用分数槽集中绕组的内置式永磁同步电机(IPMSM)变频驱动的压缩机,其振动噪声有增长的趋势且存在许多新的特征。为此,本文基于定子绕组电动势和电流的谐波,建立径向和切向电磁力的等效表达式,用以分析该种电机振动噪音的产生机理;提出用定子齿顶偏心结构来抑制绕组电动势谐波,从而抑制振动噪声;用有限元法计算了该结构多个方案的电磁振动噪声,并进行了样机制作和实验,表明定子齿顶偏心可有效降低分数槽集中绕组IPMSM变频驱动压缩机某些关键频段的噪音。

风电定子齿压板加工工艺研究

风电定子齿压板大而薄,加工中极易变形。文中对其加工工艺进行了研究探讨,采用了合理的加工工艺,并在工件翻身、压紧方式、铣槽顺序、清根处理等方面进行改进,保证了产品质量,满足了生产要求。

基于Maxwell软件对驱动电机定子齿结构优化分析

对一款驱动电机定子齿顶结构进行优化,以降低电机本体的空径向气隙磁通密度、径向磁拉力,并对其进行傅立叶分析,其径向气隙磁通密度、磁拉力谐波幅值、峰峰值均有不同程度的降幅,电机径向磁拉力减小,电机本体负载扭矩波动幅度降低。实验表明,通过对电机定子齿顶结构进行优化,可降低纯电动汽车的噪音。

多齿型定子的开关磁通永磁电机设计与仿真研究

多齿型定子的开关磁通永磁电机是一种新型的双凸极的电机,具有结构简单、性能稳定等特点,在现代电机产生活动中的应用,能显著提升设备的运行效率,增大转矩的密度点,在实践中的应用已经越来越趋向成熟。对该永磁体嵌入式的定子齿内的开关磁通永磁的结构及总体设计进行研究,阐述该电机设计在结构上的进化,对电机的运行原理进行仿真试验。通过磁路和电路基本方程、磁链方程的仿真计算,推出相关的仿真模型,提出针对性的设计建议和要求,提升机电总体结构设计的水平。

多段式初级铁芯圆筒型永磁直线电机齿槽力研究

针对永磁直线电机的推力波动问题,首先针对整数槽绕组多段式初级铁芯结构圆筒型永磁直线电机,提出了采用初级铁芯依次沿纵向移距的方法削弱电机的齿槽力,并基于能量法推导了初级铁芯模块移距法削弱齿槽力的机理,给出了初级铁芯模块移距的计算公式;其次,针对初级铁芯模块移距引起各段相电动势的分布的情况,给出了空载电动势等效分布系数的计算公式;最后,进行了有限元分析及试验。结果表明:初级铁芯模块移距后,电机的齿槽力得到了有限的抑制,大大降低了空载电动势中的谐波含量,相空载电动势波形更加正弦化。

混合永磁记忆电机齿槽转矩的抑制

在分析齿槽转矩产生的原理基础上,以8极48槽内置式混合永磁记忆电机为例,利用有限元方法分析了定子齿开槽法、定子齿开反槽方法对电机齿槽转矩的影响,并提出了定子齿开反槽与转子开孔结合的方法。有限元仿真表明,定子齿开反槽与转子开孔结合法可以明显地削弱内置式混合永磁记忆电机的齿槽转矩。

专利选载

博世电动工具(中国)有限公司(1)专利名称:无刷直流电机的绕组的绕制方法、无刷直流电机及无绳功率工具申请公布号:CN117458758A申请公布日:2024.01.26发明人:黄士伟;朱锦斌;刘彬一种用于三角形并联无刷直流电机的定子的绕组的绕制方法,该无刷直流电机为三相电机,该定子至少包括芯结构,其包括定子齿以及由相邻的定子齿形成的槽,定子齿沿周向方向彼此等间距设置并且尺寸和形状彼此相同且由绕组各自缠绕,并且槽的尺寸和形状也彼此相同,该三相电机的每一相的接线端子均位于定子的第一端部处,其中,该绕制方法包括将用于绕制定子的绕组的单根或多根绕线的用于构成三相电机的每一相的接线端子的相应线端或线段留置于各自不同的同一槽的位置处。根据本申请的绕制方法,其一方面能够减少电子的轴向尺寸,降低对连接部件的需求量,另一方面能够减少过桥线的数量从而降低磨损的发生可能性。

基于扩展有限元的超声电机定子损伤分析

超声电机定子齿在超频振动和转子冲击性剪切作用下会生微裂纹而致疲劳破坏。基于Abaqus软件建立含I型裂纹的旋转型超声电机定子损伤模型,模拟裂纹位于不同位置时定子结构的力学响应,并以结构应变能、粘性耗散能和裂纹源输出集余能三参数为对象,讨论了裂纹位置对定子结构准静力学响应的影响。结果表明,裂纹源处于不同位置时,定子结构响应的输出存在明显差异,裂纹发生扩展的潜能不同,会引起不同级别的安全故障。利用扩展有限元方法进行定子结构微损伤分析可行,在结构的先验损伤预测和诊断分析中将有所作为,而不局限于结构的尺度和类型。