一种定子连体双转子同步并行直驱永磁电机

提出一种定子连体双转子同步并行直驱永磁电机,用于双螺杆泵、挤压类负载并行对驱机械装备中,该电机取消传动齿轮等驱动设备,解决了动密封问题,可保证负载并行两轴同步性,系统效率得到提升。文中阐述定子连体双转子同步并行直驱永磁电机基本结构与运行机理;提出双转子之间区域为同步区,利用等效磁路法详细分析双转子不同位置时同步区磁路特点及电机电磁关系;提出电机设计方法,分析同步区对电机性能影响。设计制造一台电机进行仿真与实验研究,实验结果表明,所提电机达到直驱负载要求,较原有驱动电机具有效率更高、可靠性更好、密封更完善、体积更小、同步性更高的优势。

直驱磁场调制永磁电机性能影响因素研究

分析现有直驱永磁电机结构形式;基于不同永磁体排布对直驱磁场调制永磁电机拓扑进行结构衍生;对比分析永磁体排布对直驱磁场调制永磁电机磁场影响;以Halbach型磁场调制永磁电机为对象,结合正交试验法探究影响该类电机性能的关键参数。

挤塑机直驱永磁电机温度场的计算

针对挤塑机直驱永磁电机存在的温升过高的问题,对挤塑机直驱永磁电机的计算模型、散热系数、冷却水系数、损耗计算、温度场计算等方面进行了研究。采用场路耦合协同仿真的计算方法,对变频器供电情况下电机的绕组铜耗、考虑谐波影响的铁耗,以及杂散损耗进行了研究计算,建立了三维永磁电机模型,设计了电机的水冷却系统,利用Ansys软件进行了电机的三维稳态温升计算,获得了电机整机及关键部件的温度场分布;最后进行样机的温升实验。研究结果表明,采用场路耦合方法计算电机损耗准确,采用三维稳态温度场仿真数据与样机实验数据吻合良好,求解方法正确,可为直驱电机的设计提供一定的参考。

潜油泵直驱单元组合式永磁电机热负荷分析

由于潜油泵驱动电机工作中产生热和冷却过程相对复杂,井下潜油电机系统工况特殊,无法直接测量温度。单元电机设计时热负荷的选取对电机的温升至关重要。本文对单元电机运行过程中的铁心损耗、绕组损耗和机械损耗进行了计算,应用有限元法求解电机的三维稳态温度场,同时对样机常温温升实验和常温状态下的有限元分析做对比,结果表明两种方法计算所得电机各部分温升相一致,证明计算方法及结果的可行性。验证了单元电机设计所选取的热负荷可以满足电机的实际温升需要。

直驱式高效节能复式永磁电机的研发与应用

一种直驱复式三维永磁电动机,它充分利用了电机的三维空间,通过三个驱动单元合力输出力矩,从而使电机能够高功率密度输出和高效率运行。由该电机的输出端与抽油杆直接连接抽油,无需传统抽油机中庞大的游梁、驴头、连杆、齿轮减速箱及皮带轮等,其系统效率要比传统游梁式提高60%以上。对直驱式高效节能复式永磁电机的研发背景、意义,复式永磁电机的基本原理、结构形式及其在油田所产生的明显经济效益作一简单介绍。

电动汽车用可变磁通外转子轮毂直驱永磁电机研究

针对电动汽车用轮毂直驱电机技术研究现状,提出一种新型外转子结构的可变磁通永磁电机(variable flux permanent magnet motor, VFPMM)。首先提出该电机的结构拓扑,结合钕铁硼(Nd Fe B)永磁体转矩增强和铝镍钴(AlNiCo)永磁体磁通可变的特点,分析磁通调节的机理。其次,讨论电机的电磁设计规律,分析和推导永磁体的设计和计算方法,并在此基础上设计1台功率为3 kW的样机。通过有限元仿真,分析设计样机的磁化特性,获得电机的基本运行性能曲线和效率map图,验证所提电机设计的合理性。最后,制作实验样机。研究结果表明:该样机的恒功率调速范围宽,动态性能良好,全局效率较高,满足设计指标要求。

用于机械压力机伺服直驱的开关磁通永磁电机的设计与优化

开关磁通永磁电机由于具有较好的鲁棒性和较高的转矩功率密度,特别适用于机械压力机的伺服直驱来提高压力机运行性能。本文阐述了开关磁通永磁电机的拓扑结构和运行原理,提出一种用于驱动机械压力机的开关磁通永磁电机的设计与优化方法。

浅谈直驱和半直驱永磁电机在抽油机上的应用

为根本解决部分老旧抽油机存在的噪音超标、易漏油、系统效率低、职工劳动强度大等问题,笔者在44台游梁机上安装了半直驱电机、在1台游梁机上安装了直驱永磁电机,并开展了相关测试实验,形成了半直驱抽油机和直驱抽油机的新技术方案,为降低系统能量损耗、解决噪声超标和漏油开辟了新途径。

修井机用低速大转矩永磁电机直驱系统

传统油田修井机采用柴油机或异步电机驱动。柴油机驱动系统的工作效率低、能耗大、污染高。异步电机和减速箱组成的驱动系统的功率因数低、系统维护复杂、噪声大。永磁电机直驱系统具有结构简单,高效节能,系统维护简单,噪声低等优点,可以解决传统柴油机以及异步电机存在的问题。该系统还具有易于控制,运行稳定的优势。通过单星形与双串星形双绕组变换的方法实现电机的宽恒功率调速。采用特殊表贴式转子结构可以削弱电机转矩脉动。控制上采用闭环矢量控制来实现电机的平稳运行以及带载悬停等功能。

直驱环形永磁同步电机机座结构设计与分析

针对球磨机用无齿轮直驱环形永磁同步电机具有较大的直径与长度比、多对磁极和转速低的特点,介绍了一种分体式定子机座的结构设计方法。首先,依据设计方案推算出机座的主要结构尺寸;然后,使用Creo Parametric软件,在保证整体结构刚度和强度的前提下,建立机座在承受固定载荷下的参数化几何模型;最后,借助Ansys Workbench有限元分析软件对机座进行数值模拟分析,验证设计方案的可行性和合理性。

永磁电机直驱螺杆泵井杆柱反转能量吸收技术

针对永磁电机直驱螺杆泵井在突然断电的情况下,抽油杆贮存的弹性势能驱动永磁电机高速反转,并导致抽油杆脱断和驱动头零部件飞逸等问题,提出一种永磁电机直驱螺杆泵井杆柱反转能量吸收技术。该技术基于能耗制动原理,利用永磁电机反转发出的电能作为控制电源,根据转速反馈信号,通过调节PWM斩波调阻电路的占空比改变制动电阻阻值,保证在反转速度恒定条件下,实现电机输出制动转矩随反转势能的变化而自动调节的目的,使反转能量低速、柔性释放。通过试验与在井运行的方式验证了该技术的有效性。

机器人用直驱永磁电机研究与发展综述

直驱永磁电机以其直接驱动负载、低损耗、高力矩密度和高控制精度等优越性能,成为机器人直驱系统的重要设备之一。介绍了机器人用各类直驱永磁电机的拓扑结构、工作原理以及国内外的研究现状,剖析了直驱永磁电机的设计分析方法、控制技术以及分析了各自优缺点,展望了机器人直驱式永磁电机未来的研究发展趋势。

高温高压直驱电动阀门屏蔽式永磁电机结构研究

针对高温、高压电动阀门过长的传动链和大体积的问题,提出了一种新型高温、高压直驱电动阀门屏蔽式永磁电机(DDEAV-CPMSM)一体式结构。首先,探究了温度、压强、屏蔽套参数对电动阀门一体式结构应力应变分布的影响;然后,对比了不同屏蔽套参数下的电动阀门电磁性能,并对高温、高压下的危险截面进行了应力评定;在屏蔽套最优参数基础上,提出了加强环结构,比较了不同加强环尺寸下的等效应力,建立了危险截面下最大等效应力随加强环厚度、宽度、位置变化的函数曲线;最后,搭建了电动阀门一体式结构高温、高压实验平台,进行了加强环变形量测定。研究结果表明:加强环能提高电动阀门屏蔽套的安全系数,测量得到加强环外径平均值为126.172 mm,仿真模拟加强环外径值为126.06024 mm,相对误差为0.088%;该结果可为高温、高压下一体式电动阀门承压结构设计提供理论依据。

机器人用外转子直驱永磁电机不同极槽配合的性能分析

为了实现机器人微型化和节能的目标,高性能的直驱永磁电机成为机器人驱动系统的首选。对直驱永磁电机集中绕组的绕组因数解析式和极槽配合方式的选取原理进行分析。根据机器人用电机的技术要求,利用绕组因数解析式和极槽配合方式约束条件选择符合要求的组合,对比分析不同极槽配合方式下各次谐波绕组因数和幅值,得到谐波因数较好的几组极槽配合方式。在相同的结构尺寸和材料下,建立有限元仿真模型,解析空载状态下的气隙磁密和反电势,对比分析不同负载下的电磁转矩及其波动以及效率等电机性能,得到不同极槽配合方式对电机设计及其性能的影响。所得结果为外转子直驱永磁电机的进一步优化和机器人直驱控制系统的研究提供了重要的参考依据。

机器人用外转子直驱永磁电机设计与性能分析

直驱永磁电机以其转矩大、波动小、效率高和结构紧凑等优越性能,取代了传统伺服电机和减速器联合使用的驱动模式,成为机器人驱动系统的核心部件之一。根据工业机器人的运行工况和实际要求,设计了一台直驱高速并联机器人的27槽24极外转子永磁电机,分析该电机主要结构参数的选取,建立该电机的二维有限元仿真模型。在空载状态下,计算气隙磁密分布,分析空载反电势及其谐波含量和齿槽转矩;在额定转矩和最大转矩的工作状态下,对电磁转矩、效率、功率因数和力能指标等电机性能进行对比分析。仿真结果表明,该电机的性能指标误差均在6. 5%以内,验证了电机设计的合理性和实用性,可为电机参数的进一步优化设计提供依据,也可为机器人驱动系统的优化提供参考。

永磁电机轮毂直驱独立旋转车轮转向架的几个关键技术问题

基于永磁电机轮毂直驱独立旋转车轮转向架结构、车辆曲线通过动态性能、功率匹配以及电机效率和冷却方式比较等的分析研究,提出了低地板轻轨车辆如采用永磁电机轮毂直驱独立旋转车轮转向架,则需要解决车辆的导向控制、合适的电机功率和有效的电机冷却方式等几个关键技术问题。

矿用直驱永磁电机磁热双向耦合分析

对于矿用直驱电机,因为其转矩密度大、发热量高,同时工况条件存在大量的煤粉,所以在电机设计时准确计算其稳态运行温度尤为重要,首先建立电机等效热网络模型,分析电机热传导与热对流过程的等效热阻与热源,利用Motor-CAD软件建立电机轴向水冷模型,采用有限元法求解电机电磁场,热网络法求解电机温度场,并进行双向耦合迭代,求解出电机稳态运行温度。最终通过样机实验验证电机冷却系统设计的合理性以及磁热双向耦合分析电机温度方法的准确性。

永磁电机直驱系统在铁氧体生产球磨机上的应用

针对目前永磁铁氧体材料行业中球磨机驱动系统故障率高、传动效率低及耗电严重等现象,开发设计一种球磨机永磁电机直驱系统。经过现场对比实验验证,该系统节电效果显著,并且具有免维护、占地面积小、功率因数高等优点。

铁路机车直驱牵引高效永磁电机关键技术研究

近年来,我国铁路事业发展取得了举世瞩目的成绩,安全和效率一直是铁路行业发展的两大关键问题,而作为动力装置的牵引电动机的性能是影响效率的关键因素。目前,我国普遍采用三相异步牵引电动机,但异步电动机体积大、重量高、损耗多、噪音不易控制,直接制约电机效率的提高。同步直驱永磁牵引电动机恰恰具有以上异步电动机不具备的优点。

加油站用潜油电泵直驱永磁电机研究与设计

针对加油站加油系统中自吸式加油机存在管路铺设复杂、气阻现象导致加油机出油量下降甚至不出油的现象,使用潜油电泵直驱永磁电机代替传统的自吸泵,供电系统由单相市电经整流逆变转换为三相交流电实现电机驱动。基于潜油电泵直驱永磁电机进行额定参数选取,完成电磁方案设计,并利用Ansys Maxwell对电机进行二维场有限元仿真,对比不同极槽配合下电机空载气隙磁密、空载反电势,得出最优方案。对于少槽电机,采用梯形槽结构可以提高材料利用率,磁密分布更均匀。