一种基于自由衰减振荡的固定占空比控制的无铁芯变压器

针对基于无铁芯变压器的DC-DC变换器工作频率过高的问题,提出了一种基于自由衰减振荡的无铁芯变压器的DC-DC变换器。首先,建立无激励源的串联型-串联型拓扑电路理论模型,讨论特征根的演化过程,分析系统自由衰减振荡的运动行为。其次,设计基于自由衰减振荡无铁芯变压器的DC-DC变换器。实验结果表明,该变换器的开关频率可明显低于无铁芯变压器的工作频率,且其输出功率与无铁芯变压器的工作频率可被自由衰减振荡系统的特征根所描述。最后,构建一个实验样机,该样机采用固定占空比控制,当无铁芯变压器的工作频率为206 kHz、开关频率为103 kHz和69 kHz时,变换器的最高整机效率为91.2%,变压器效率在任何工况下均高于96%。

U型无铁芯直线电机的振动模态计算研究

随着我国工业等领域的飞速发展,产品升级速度越来越快,其中直线电机尤其是U型无铁芯直线电机可以直接将电力能源转化为直线运动机械能,无需设置中介传递结构,大幅度减少了直线电机长时间运转状态下的机械磨损问题,且满足高精度和快速定位等应用需求,可在各领域中被广泛应用,有异常广阔的发展前景。但是在U型无铁芯直线电机运转过程中,如果无法有效解决和预测评估振动问题,则会严重影响直线电机运行安全性、稳定性。基于此,本文针对U型无铁芯直线电机的振动模态进行计算研讨,希望能够助力直线电机设计水平优化升级。

轴向磁场无铁芯永磁电机绕组涡流损耗分析与计算

为了提高定子无铁芯轴向磁场永磁(AFPM)电机中绕组涡流损耗计算的准确性,首先推导了该电机的3D磁场解析模型,并利用3D有限元分析验证了模型的有效性;其次,结合3D解析磁场分析结果,对样机的无铁芯绕组涡流损耗进行了分析计算,不仅考虑了磁密3个方向分量及各方向谐波分量,还对绕组进行了轴向分层,考虑了轴向位置对损耗的影响;最后,对样机进行了实验测定,将基于3D解析磁场计算的无铁芯绕组涡流损耗结果同经验公式及实验测试结果进行了对比分析.结果表明:考虑了3D磁场特性、谐波成分及轴向分层的涡流损耗计算方法大大减少了计算误差,在所研究转速范围内比经验公式计算值均高出34%左右,更接近实际情况.

一种低速定子无铁芯AFPMSG的性能参数分析

针对永磁发电机电能质量低及永磁材料成本高的问题,研究了一种双外转子内定子无铁芯轴向磁通永磁发电机气隙磁密、电压调整率和电磁转矩波动的性能参数.阐述了发电机电磁结构及优点,借助三维有限元分析方法,优选一种"切饼"型磁极结构及关键参数.在综合考虑提高永磁材料利用率基础上,对比分析极弧系数、永磁体厚度和气隙长度等参数对所研究发电机性能的影响.磁极结构及参数优化表明,文中所研究的"切饼"型磁极结构功率密度最大,永磁体用量比梯形结构减小了11.5%,电压波形畸变率减少26.2%,提高了发电机性价比.样机的输出性能测试验证了该参数设计的正确性和有效性.

有/无铁芯轴向磁通风力发电机性能研究

针对有、无铁芯轴向磁通风力发电机哪种更适合在微风地区使用,对比分析了有铁芯和无铁芯发电机在不同转速时的效率、转矩特性及电能质量。通过对发电机基本参数的确定,建立有、无铁芯发电机3D有限元模型,对比有、无铁芯风力发电机的运行特性,并通过实验平台验证3D有限元计算结果。研究结果表明:发电机在额定运行状态下,磁钢用量相同时,有铁芯发电机效率比无铁芯发电机效率高4.2%,但有铁芯发电机存在齿槽转矩,发电机运行平稳性差;在磁钢用量及电枢绕组匝数相同时,无铁芯发电机效率比有铁芯发电机效率高0.3%且启动力矩更小;当磁通量相同时,无铁芯发电机效率比有铁芯发电机效率高5.7%,综上所述无铁芯发电机更适合在微风低速下运行。

高温超导定子无铁芯感应电机电磁特性分析

近年来,世界各国对于超导技术纷纷投入巨资加紧研究与开发,抢占技术制高点,不断推动超导技术产生新的飞跃,超导技术的应用步伐也迅速加快.将高温超导技术与电机结合研制的超导电机具有明显的优势,但是超导电机若采用传统电机的铁芯结构,超导材料性能将受铁芯磁通饱和的制约.本文利用有限元分析方法对一台初步设计的定子无铁芯高温超导感应电机的电磁特性进行了仿真分析.

高速盘式无铁芯永磁无刷电机控制系统研究

叙述了高速盘式无铁芯永磁电机控制原理及控制系统的设计思想,根据盘式电机用于高速吸尘器的实际要求,设计了效率高、体积小、重量轻、价格低廉的控制装置。

U型无铁芯直线电机的振动模态计算与分析

为优化U型无铁芯直线电机结构,提高电机工作运行的稳定性和工作效率,对U型无铁芯直线电机进行了振动模态计算分析。对直线电机系统进行了模态研究计算,建立了单自由度直线电机模型,以及其简化振动模型。分别对直线电机整体系统、动子的振动与形变情况,直线电机定位结构的振动与形变情况进行了计算分析,并进行磁固耦合分析,得到了应力分布和形变位移分布。计算直线电机固有频率和振型,对直线电机系统进行了瞬时动态学分析同时发现影响单自由度直线电机振动的纵向、横向振动存在耦合振动,并进行了分析。仿真计算的分析结果将为下一步直线电机的优化设计提供了借鉴和参考。

无铁芯对转永磁直流盘式电机设计

本文设计了一种无铁芯对转永磁直流盘式电机,通过模块化组合实现不同功率输出,最终选取100kW盘式电机进行样机试制及实验测试,测试结果表明样机满足设计指标要求。

“自馈式-无铁芯”永磁耦合器在熟料输送机上的应用

采用"自馈式-无铁芯"永磁耦合器代替液力耦合器在某5000 t/d熟料生产线的熟料槽式输送机电动机上使用,介绍了永磁耦合器的结构、参数及安装方案,改造后设备可靠性大幅度提高,避免了液力耦合器故障导致设备故障停机事故,效果很好。

基于盘式无铁芯电机的电动自行车轮毂电机研究

轴向磁场的盘式永磁无铁芯电机,具有轴向尺寸短、无铁损消耗、高速性能好、电枢响应快、无磁滞阻力及齿槽反应等优点。文章提出的基于盘式无铁芯电机的电动自行车轮毂电机,采用行星齿轮机构减速,空载电流小,效率区间宽、效率点前移、最大扭矩提高等性能特征,大幅度提高了电动自行车的续行里程。对永磁盘式无铁芯电机的磁路、永磁体结构尺寸及行星减速机构等进行优化设计的电动自行车轮毂电机,实现了当前高速有齿轮毂电机的大幅度的超越。

Halbach阵列定子无铁芯永磁电动机涡流损耗分析

针对传统永磁电动机质量大、损耗高、气隙磁密低等缺点,研究了一种基于Halbach阵列的定子无铁芯内转子永磁电动机。基于Ansoft有限元分析软件,将Halbach阵列定子无铁芯永磁电动机与传统表贴式内转子永磁电动机作比较,分析了它们的磁力线分布、磁密分布云图、永磁体涡流损耗以及定子铁芯损耗的情况。仿真结果表明,Halbach阵列运用于传统永磁电动机并选用定子无铁芯结构具有可行性。

一种新型无铁芯电枢盘式电机的设计与分析

盘式电机是一种气隙为平面、磁场为轴向的电机,盘式电机具有结构紧密的特点,其能够降低无效功耗的产生以及易于制成无铁芯电枢结构,因此其在实践中具有广泛的应用价值。

轴向磁通永磁同步发电机的优化设计

轴向磁通永磁同步发电机优化是一个复杂的非线性问题,改变电机不同的参数会影响相同的优化目标。本文发电机转子采用90°Halbach永磁体阵列,选取定子侧的线圈边宽、永磁体厚度、极弧系数和气隙长度作为优化变量,发电机效率、电压波形畸变率(THD)和感应电动势幅值(EMF)为优化目标,通过建立正交矩阵,对平均值和方差进行分析,然后采用响应曲面对冲突因子建立目标和影响因子的数学模型,确定优化后发电机的参数,建立了优化后的发电机三维有限元模型并分析气隙磁密,电压谐波含量和效率,提高发电机性能。

适用于微风发电的径向磁通无铁芯永磁发电机

近年来,作为分散式电源的小型风力发电倍受关注,但在微风场所,风轮往往不能捕获足够的风能,这将出现发电机额定功率与安装现场风况之间的失配,导致效率和设备利用率的下降。本文提出一种新的小型风力发电机设计方法,不采用任何有源控制器,仅通过电枢线圈连接的简单变换,使风能与发电机在不同的风况下达到理想匹配。理论分析的结果也已得到证实。

一种高温超导定子无铁芯感应电机概念设计

高温超导带材的载流能力要比普通铜导线高几十倍,使用高温超导绕组能够产生强磁场,更容易制作体积小的大功率电机,但受铁芯磁通饱和现象的限制,无法充分发挥超导电机的优势,因此采用无铁芯结构的高温超导电机成为近年来国内外的研究热点。本文设计了一台18k W的高温超导定子无铁芯电机,对电机各部分结构设计做了详细的讨论,给出了电机结构参数,最后通过初步的仿真计算验证了电机结构参数计算的合理性。

波浪能发电装置中电磁换能器的设计与测试

针对多浮体波浪能发电装置,提出一种将Halbach永磁阵列与无铁芯结构相结合的电磁换能器结构,使波浪能可直接转换为电能。随后提出一种针对该电磁换能器的改进等效磁路模型,根据电磁换能器的最大阻尼系数对电磁换能器进行结构优化。将改进等效磁路模型的计算结果与通过仿真软件得到的结果进行对比,验证等效磁路模型的有效性。对处于实验室条件下的电磁换能器进行结构优化后,制作电磁换能器的样机,并搭建试验测试平台,对样机进行性能测试。试验结果表明:样机的绕组电压能达到理论值的为75%,Halbach永磁结构换能器样机在振幅20 mm、频率6 Hz的条件下,不同位置的两个绕组的电压峰值分别为32.33和27.98 V,电压有效值分别为15.00和16.50 V,其能量采集功率为49.72 W。

电动汽车盘式轮毂永磁电机设计

为了合理地设计盘式轮毂永磁电机,利用盘式永磁电机对电动汽车轮毂进行了研究.在对电动汽车特性要求以及电机结构、材料、特点分析的基础上,选用盘式无铁芯永磁同步电机作为电动汽车轮毂直驱电机.为选择理想的电机参数,通过理论分析的方法对轮毂式电动汽车总体动力性能进行分析计算,讨论了决定轮毂电机选择的电动汽车3项主要性能指标:最高车速、加速时间与最大爬坡度.根据电动汽车的性能要求,最终合理地确定了轮毂电动机的功率、转速与转矩,给定了轮毂电动机的主要参数,为轮毂盘式电机的设计提供了依据.

稀土永磁电机正进入大发展的新时期

稀土永磁电机作为节能减排、绿色能源及信息化等领域的发展焦点已成为众人研究的对象.针对永磁风力发电机、超高效永磁同步电动机、交流永磁伺服电动机和特种永磁电机等已研究电机进行介绍和分析,列出各自的特点及适用场合,给出其与传统电机的性能对比结果.由于用户对电机性能的要求日益增高,电机结构日益新颖多样,因此,增加了设计及研究的复杂性.通过多耦合系统、多学科知识的整合,永磁电机的性能得到了进一步的优化,并且将会得到更大的发展.

低速高效垂直轴风力发电机及其特性分析

针对低风速区风力发电机需要低风速切入问题,研究了一种低速高效的定子无铁芯轴向磁通永磁风力发电机。对影响发电机性能的关键参数对进行了归纳,提出了一种单层非重叠集中绕组和优选"切饼"型磁极组合的设计理念。确定了定子无铁芯轴向磁通永磁风力发电机性能分析参数方案。利用三维有限元发电机设计平台,对发电机的空载输出特性,交、直流负载输出特性和不同转速下的负载输出特性进行了对比研究。研究结果表明,该结构发电机的各项基本电磁参数和输出特性均能满足低速风力发电系统的特殊要求:优选的磁极结构使发电机总永磁体耗用量节约11.5%,发电机最大输出效率达87.75%;低转速范围运行时,效率维持在85%以上;不同工况下输出电能总谐波畸变率低于3%。