极爪零件的温锻成形及其三维有限元模拟

分析了极爪零件的成形工艺 ,建立了该零件温锻精密成形的三维塑性有限元模型 ,模拟了其温锻成形关键工步 ,得出变形过程中材料的流动情况、变形载荷及模具的受力分布 ,模拟结果可以为该零件的成形工艺和模具设计提供依据。

车用爪极发电机转子极爪倒角对电磁振动的影响研究

探讨了车用爪极发电机转子极爪倒角对其发电性能及电磁振动的影响。首先建立了爪极发电机电磁场分析的三维有限元模型,并通过反电动势试验进行验证;接着通过对电磁力进行二维傅里叶分解,识别了引起爪极发电机产生电磁振动的主要电磁力谐波,并研究了转子极爪倒角对这些主要电磁力谐波以及发电机输出电流的影响;最后建立起爪极发电机电磁振动预测的多物理场仿真模型,并分析了转子极爪倒角对电磁振动的影响。结果表明:爪极发电机转子极爪倒角几乎不会降低发电机的输出性能,却能大幅削弱主要电磁力谐波的幅值从而降低电磁振动,因此,转子极爪后沿倒角比前沿倒角的减振效果更好。

固定极爪板多工位级进模设计

对极爪板进行了冲件工艺特点的分析,介绍了零件排样图设计方案的比较及模具结构。

车用爪极发电机的不同部件对气动噪声的影响

为了明确车用爪极发电机在高转速下不同部件对气动噪声的影响,对车用爪极发电机的气动噪声进行了数值模拟研究,并进行了车用爪极发电机的空载声功率实验,验证了数值模拟的准确性;采用有无前后风扇、爪极,采用圆柱包络体代替爪极方案确定各阶次噪声的来源,明确了前后风扇、爪极对不同阶次噪声的贡献水平。结果表明:在高转速下偶极子是主要噪声源类型;前风扇主要影响8,10,12和16阶次气动噪声,去除前风扇12,16阶次噪声分别降低了6.54 dB(A)和9.04 dB(A);后风扇主要影响6,8和10阶次噪声,去除后风扇噪声分别降低了11.75,2.42,7.38 dB(A);有无爪极对气动噪声影响较小,但采用圆柱包络体代替爪极对气流流动会产生影响,使8阶次噪声有一定变化,这也表明前后风扇是气动噪声产生的重要源头。

基于磁路法的新型爪极发电机的性能计算

针对现有永磁无刷爪极发电机无法调磁调压的问题,提出了一种双端混合励磁车载爪极发电机。由于该发电机的磁路中同时具有径向磁通和轴向磁通,增加了计算发电机特性的难度。搭建发电机的等效磁路模型,通过迭代计算对双端励磁车载爪极发电机的静态特性进行了分析。同时根据与有限元分析的结果相对比,等效磁路法能够实现计算快速、结果准确。另外完成了发电机样机的制作和实验测试,结果表明上述等效磁路模型具有较高的计算精度。

微型永磁式爪极步进电机控制系统设计与实现

为实现对直径在5 mm左右的永磁式爪极步进电机的驱动控制。基于STM32F103C8T6主控芯片和TMC2660驱动芯片,设计了一套针对该电机的运动控制系统。控制芯片和驱动芯片之间利用SPI通信,实现对步进电机驱动电流、运动方向以及细分的设置。上位机基于CAN2.0通信协议完成对驱动器的参数修改配置,并且实现正反转、停车、定位以及回零等功能。利用S曲线控制算法,在细分的基础上对步进电机运动进行控制,实现电机的平滑启动与停止。经过实验验证该控制系统能够实现对微型爪极永磁式步进电机的运动控制,细分驱动可有效提升电机电流的正弦性。

车用爪极发电机新型三维分段等效磁路法研究

电励磁爪极发电机凭借其机械强度高、可靠性强等优点广泛应用于重型军用车辆领域。采用三维有限元法计算用时较长,而传统等效磁路法存在漏磁考虑不充分,结果不精确等缺陷。在现有二维磁路模型基础上,提出了一种基于轴向分段的爪极发电机新型三维磁路数学模型,该模型计算结果精确,漏磁考虑充分,大大降低了三维有限元法的计算时长。同时,推导出了各部分磁阻的解析计算公式,在此基础上得到了电机反电动势解析值以及磁密值。最后,通过对比分析三维有限元数值计算方法与新型三维磁路分析方法的解析结果表明了外特性曲线中两者电机端电压极差为4.45%,验证了所提出方法和理论分析的正确性与合理性,为研究电励磁爪机发电机的电磁特性分析提供了理论依据。

无刷爪极发电机漏磁分析与结构优化

爪极发电机具有体积小、质量轻的优点,被广泛应用于汽车领域。针对无刷爪极发电机效率低的问题,首先对其结构进行了尺寸计算,然后分析了影响漏磁的各个因素,最后运用ANSOFT有限元仿真软件对发电机主要结构参数进行了优化设计,从而达到降低电机漏磁系数、提高发电机效率的目的。

顾及旋转铁耗的高速爪极电机三维磁热耦合分析

提出一种磁热耦合方法并对高速爪极电机进行热分析。对高速电机而言铁耗在所有损耗中所占比例较大,准确计算铁耗至关重要。由于爪极电机的磁路是三维结构的,本文通过三维有限元分析,按照旋转磁化条件下的铁耗计算模型得到每个单元的磁滞、涡流和异常损耗。通过保持磁场分析和热场分析时具有相同的剖分单元结构和数目,将每个单元在磁场分析中得到的铁耗耦合到热场分析中,其他损耗如风摩耗、转子损耗等也包含在模型中。将这种方法应用在一台2kW采用软磁复合材料的爪极电机上,通过试验分析,计算结果与测量结果相吻合。

爪极电机空载时三维磁场的数值分析和电感计算

该文通过三维电磁场数值分析方法对一台 35A交流汽车爪极发电机的空载磁场分布进行了计算 ,分析了电机各部分的磁场以及电机气隙磁密波形 ,对于不同爪极截面处也进行了计算和磁场显示 ;在此基础上 ,利用能量摄动法进一步研究和计算了空载时电机各绕组的自感和互感 ,从而得出了空载时的相电压波形 ;与实测结果比较 ,证明了计算结果的正确性 。

汽车用爪极发电机负载磁场和电感的分析与计算

该文采用三维有限元方法对 1 台 28V, 35A 汽车用爪极发电机进行了计算,用迭代的方法计算出稳态时额定负载下电机内三维磁场的分布, 然后用能量摄动法计算出负载时电机各绕组的电感值,并给出负载时电机的相电压波形。其结果对爪极发电机负载性能和参数的计算以及爪极发电机的优化设计具有一定的参考意义。

高速永磁爪极电机铁耗与空气摩擦损耗计算

高速电机由于采用高频电源供电,铁心损耗较常规电机突出,且高速旋转引起的空气摩擦损耗亦非常严重。此外爪极电机磁路结构复杂且其磁通呈三维分布,因此需要考虑三维磁场、高频谐波和高速旋转等因素,针对该种高速电机损耗计算模型进行研究。首先通过三维有限元电磁仿真软件对该种电机的磁场分布特点进行分析;然后采用三维正交交变磁化近似等效旋转磁化建立铁耗计算模型,并考虑高频谐波对其影响,通过与有限元软件计算结果对比,验证了计算模型的准确性;此外针对转子转速、转子表面光滑度、轴向风速等因素对空气摩擦损耗的影响进行分析;最后通过实验验证了铁心损耗和空气摩擦损耗计算方法的准确性。

爪极发电机建模及参数优化设计

建立了爪极发电机的三维有限元模型,对其漏磁进行了深入的分析。通过电机参数样本空间设计,利用支持向量机对爪极发电机的漏磁系数进行非线性回归建模分析,然后基于混沌理论对爪极发电机结构参数进行优化。仿真结果表明,支持向量机用于爪极发电机非参数建模准确可行,并且是高效的,非常适合于需要大规模迭代计算的参数优化。将有限元电磁仿真与支持向量机结合用于非参数建模,以及在非参数模型的基础上用混沌进行优化,为爪极发电机及其它的电磁工程设计提供了一种新的思路。

一种新型混合励磁爪极同步发电机结构及特性研究

针对电励磁爪极电机功率密度低、永磁爪极电机磁场调节困难的问题,研究了一种新型的混合励磁爪极同步发电机.根据电机学原理,利用磁路的计算方法和三维有限元分析计算方法对该电机进行仿真计算,探讨其空载特性和调节特性,分析比较了该电机与电励磁爪极电机和永磁爪极电机的性能差异.研究结果表明:(a)相对于电励磁爪极电机,该电机实现了励磁电流的双向控制;相对于永磁爪极电机该电机使得输出电压可调.(b)在更宽的负载范围内实现了保持输出电压恒定.

汽车发电机爪极精密成形新工艺

针对目前国内爪极锻造成形困难,设备吨位大,模具寿命低等问题,在分析其关键技术难点的基础上,制定了爪极精密成形新工艺:闭式热模锻正挤成形。利用DEFORM-3D进行了数值模拟分析,并采用专用模具进行了新工艺的实验研究。结果表明:新工艺大幅降低了爪极零件的成形载荷,从而减少了生产工序并提高了模具寿命,适合大批量生产。

汽车用爪极发电机的电磁建模及参数优化技术

针对现在汽车上广泛应用的爪极发电机运行效率低的问题,利用电机三维有限元分析找出其效率低的主要原因是存在严重的漏磁现象。通过优化爪极发电机的结构参数达到最小化漏磁从而间接地达到提高电机效率的目的是本文研究的出发点。爪极发电机结构参数优化需要进行大规模的迭代计算,为了降低优化计算的成本,引入了基于支持向量机非参数建模思想,非参数模型和智能优化算法的运用达到了最小化爪极发电机漏磁的目的,试验结果验证了理论分析的正确性。

具有永磁励磁的混合式爪极发电机空载磁场分析和电感计算

提出了一种具有永磁励磁的混合式爪极发电机 ,采用三维有限元计算 ,分析了该种结构电机的各部分磁场 ,并采用能量摄动法对电机的自感和互感进行了计算 ,所得结果与用MEC方法计算的结果进行了比较 ,证明了解的正确性与可行性 ,为进一步研究混合励磁爪极电机 ,奠定了一定的基础。

基于三维等效磁网络法计算混合励磁爪极发电机负载特性

用三维等效磁网络方法计算了一台新型混合励磁爪极发电机负载特性。传统的电路法和磁路法不适合求解此类发电机电磁场。等效磁网络方法计算时间短且计算精度较高,在给出新型结构发电机三维等效磁网络模型的基础上,进一步通过计算得到混合励磁爪极发电机负载特性,最后给出输出电流优化结果。与有限元计算结果的一致性验证了计算结果的有效性,对混合励磁发电机的优化设计具有一定的理论参考价值。

一种新型混合励磁爪极发电机的建模和计算

提出了一种具有混合励磁结构的爪极发电机的原理和模型。混合励磁爪极发电机是由永磁体和励磁线圈共同产生电机磁场的一种发电机,较之传统的电励磁爪极发电机,具有效率高、电机低速性能好、集线圈励磁的电压调节性能和高功率密度的优点,具有很好的研究前景和使用价值。但是,长期以来由于其结构和磁路的复杂、不规则性,又是典型的三维磁场特性,国内外对于这种新型电机的专题研究尚缺乏理论上的系统分析,文章和论著都较少。该文采用经典的从磁通管方法入手的等效磁网络法结合有限元法,通过分析、计算电机各部分磁导,构成爪极电机的三维等效磁网络,并采用三维有限元法计算了电机的自感,给出了相关的计算结果,以供设计人员参考。

外永磁转子爪极电机磁路模型的建立与参数计算

外永磁转子爪极电机是近年来出现的一种新型结构电机,在节能调速和汽车电气系统中具有很好的应用前景。本文在对该种电机的结构特点以及运行机理进行综合分析的基础上,详细分析了电机复杂的主磁通及漏磁通情况,并建立了其简化的等效磁路模型。之后根据电机的结构特点推导出了磁路模型中磁阻和电机电抗参数的解析计算公式,并通过磁路模型得到了该种电机的反电动势计算式。为了验证磁路模型的正确性,本文研制的实验样机的实验结果与磁路模型计算值的一致性表明了理论工作的正确性和可行性。该研究工作为该种新型结构电机的深入研究打下了技术基础。