交流永磁力矩电机损耗与温升的分析及抑制技术研究

损耗和温升问题对要求高精度控制以及高可靠性的永磁力矩电机非常重要。本文在对力矩电机损耗与温升问题的理论分析基础上,对比了拼装式定子结构力矩电机和整体铁心式定子结构力矩电机的性能差异,研究了拼装式定子结构力矩电机的损耗与其定子槽型尺寸的关系,并根据研究关系对定子槽型尺寸进行了优化,在对结构优化后的力矩电机进行温度场仿真分析后制作了样机,最后通过样机的温升实验验证了理论仿真分析的结果和优化后的力矩电机设计方案的合理性。

交流永磁力矩电机的磁饱和控制与电磁性能优化研究

分析了磁路饱和对交流永磁力矩电机转矩-电流特性曲线的影响,通过优化定子齿宽、永磁体形状以及永磁体极弧系数,控制电机磁饱和来改善电机的电磁性能,从而揭示电机磁路结构参数对磁饱和和电磁性能的影响机理,提升电机的转矩输出能力。研究结果表明:交流永磁同步电机转矩-电流特性的线性度与磁路饱和程度密切相关;通过优化定子齿宽,能够有效控制电机磁路的饱和程度,提升交流永磁力矩电机的转矩输出能力;采用矩形永磁体,能够改善磁路饱和程度和转矩-电流特性,同时可大大降低电机制造成本;永磁体极弧系数并非越大越好,存在使电机各项指标综合最佳的最优值。

大力矩、低脉动交流永磁力矩电机设计

为满足超精加工等领域对高精度驱动控制系统的需要,交流永磁力矩电机正逐渐向大力矩、低脉动方向发展,但国内相关领域的研究相比于国外仍有很大的差距。根据实际需要,分析研究了大力矩、低脉动交流永磁力矩电机的结构,并根据技术要求对电机加以设计。最后利用有限元分析方法对提出的交流永磁力矩电动机进行分析,用以验证所设计的电机在过载能力、定位力矩及波动力矩的抑制等方面的性能。仿真分析结果显示所设计的电机具有优良性能。

基于GA-BP算法永磁力矩电机偏心载荷转子位置误差预测研究

针对永磁交流力矩电机转子受载荷之后会引起转子位置偏心误差加大问题,提出一种基于遗传算法(GA)优化BP神经网络永磁力矩电机转子偏心载荷位置误差预测模型的方法。通过测量各种情况下永磁力矩电机在运转过程中的位置变化情况,利用遗传算法优化BP神经网络算法建立预测模型。该模型采用实验台运行的正弦轨迹数据为训练样本,三角波轨迹数据为测试样本。选取各种情形的正弦波轨迹数据和三角波轨迹数据进行仿真预测和验证。以各种情况的正弦波信号的指令位置、指令速度和电流作为模型的输入,以三角波信号的位置误差作为输出。结果表明,GA优化BP神经网络建立的预测模型优于优化之前的预测模型。

交流永磁力矩电机高过载状态下的转矩波动研究

交流永磁力矩电机具有转矩密度高、控制精度高、免维护等特点,转矩平稳性是其关键指标之一。本文采用有限元法对交流永磁力矩电机在不同负载状态下(轻载、额定负载、高过载)的转矩波动进行研究,并揭示转矩波动与饱和之间的变化规律。研究结果表明:交流永磁同步电机的转矩波动与负载程度密切相关;随着负载的增大,转矩波动峰值和转矩波动系数均呈现先上升后下降再上升的变化趋势;电磁转矩波动幅值明显高于总体转矩波动,只能反映总体转矩波动的趋势;负载齿槽转矩峰值的变化趋势和电磁转矩波动的规律几乎相同,也可当做判断总体转矩波动的一个参考值。