电磁平衡头自锁力矩随永磁体参数变化规律研究

电磁平衡头自锁力矩具有驱动和自锁作用,其评价指标分别为自锁力矩一个步距角内做功和自锁力矩峰值。在保持齿盘参数不变的前提下,通过建立平衡头自锁磁路的三维模型,基于Ansoft Maxwell-3D瞬态求解器,采用有限元分析方法,研究不同永磁体数量、材料、形状和位置参数下自锁力矩峰值、做功及其比值的变化规律。结果表明:自锁力矩峰值、整周期做功随永磁体数量、长度、直径的增加而增加,随气隙增加而减小,随偏心率变化呈抛物线改变;峰功比在磁路轴向投影不变时近似为常数0.34,在永磁体数量变化时近似为0.31,随永磁体直径的增加呈指数减小。

考虑磁路交叉耦合效应的永磁同步电机参数计算分析

永磁同步电机凭借其性能优势在多个场合广泛应用,而准确计算电机在不同磁路饱和程度时绕组的直轴、交轴电感和永磁体的磁链等关键参数,是永磁同步电机的高性能控制的关键。但是,在永磁同步电机的磁路交叉耦合效应影响下,绕组电感、永磁体磁链等参数的非线性特性显著,利用传统方法难以准确计算。基于有限元法,考虑电机磁路的交叉耦合效应,计算了内置式永磁同步电机在不同磁路饱和程度时的绕组交直轴电感和永磁体磁链,通过傅里叶分解对参数变化规律进行拟合并得到拟合多项式,通过三维插值多项式系数,并与有限元仿真结果对比验证了该方法的有效性,该方法能大大降低考虑磁路交叉耦合效应时参数表达难度,为高性能永磁电机控制系统的研究奠定了基础。