永磁屏蔽电机温度场分析

屏蔽泵融合了泵与电机的优势,其核心部件屏蔽套,确保了运输介质与电机本体的安全隔离。其性能卓越,完全取决于屏蔽电机的质量。为应对介质运输的挑战,特别设计了密闭电机结构,而永磁同步电机则以其高效、简洁的特性脱颖而出,满足了高标准的工作需求。然而,定子与转子屏蔽套的设置也带来了一些技术难题。它们位于气隙两侧,导致气隙增长,影响了电机的功率因数和效率,同时温升问题也愈发严重。因此,降低电机温升成为提升性能的关键。现以永磁屏蔽电机为研究对象,通过热网格模型计算热阻,求得电机温升情况,并通过仿真进行验证分析,为深入研究降低电机温升的途径提供数据支持。

新型Halbach阵列永磁屏蔽电机设计与优化研究

为简化水下推进电机结构、提高可靠性,本文设计了一款新型Halbach阵列永磁屏蔽电机,采用集中绕组和Halbach永磁阵列,利用屏蔽层结构彻底解决输出轴动密封问题。为获得该型电机的最佳电磁转矩性能,以一款10极12槽Halbach阵列永磁屏蔽电机为例,建立48个二维有限元仿真模型,分析了槽口宽度和主磁极占比对其电磁转矩的影响。基于BP神经网络得到描述平均电磁转矩与主磁极占比、槽口宽度函数关系的响应面模型,并通过遗传算法寻优得到最优槽口宽度和主磁极占比组合。相比于初始设计模型,优化设计后电机平均电磁转矩提高7.26%。样机实验表明,本文设计的1 kW水下推进用Halbach阵列永磁屏蔽电机的额定工作效率约为89%,验证了该型电机设计与优化方法的可行性。

高速永磁屏蔽电机摩擦损耗分析与计算

基于3D流体场模型和有限元体积法,针对高速永磁屏蔽电机进行转子表面介质摩擦损耗计算和敏感性因素分析,研究转子转速、介质轴向流速、屏蔽套表面粗糙度对气隙内介质摩擦损耗的影响规律。基于一台额定转速36000 r/min的电机结构,对半径比为0.896~0.930的窄气隙泰勒-库埃特-泊肃叶(TCP)流进行仿真分析,得到摩擦阻力系数与水轴向流速、转子转速的关系,并采用非线性拟合的方法得出不同轴向流速和转子转速的摩擦损耗系数经验公式。随后,搭建试验平台测量摩擦损耗,对比试验测得与仿真求得的摩擦损耗大小以及数值仿真与经验公式计算的摩擦损耗系数,误差在5%范围内,满足工程要求,验证了数值仿真分析和经验公式的准确性。

永磁屏蔽式耐高压高速开关电磁铁

为了提高电磁力、加快响应速度,提出一种永磁屏蔽式耐高压高速开关电磁铁,采用NdFeB稀土永磁材料作为磁屏蔽元件,减少漏磁并加快了动态响应.基于有限元方法建立电磁铁的动态数学模型,并通过实验进行验证,实验与仿真基本吻合,响应误差为3.2%,验证模型的有效性.在此基础上,对该高速开关电磁铁进行动态仿真,探讨永磁体长度、厚度、激磁方向,盆口高,耐压环厚度,隔磁片长度,前隔磁角和后隔磁角等结构参数对响应时间的影响规律.结合实际设计要求,结果表明,采用优化后的结构参数研制的永磁屏蔽式耐高压高速开关电磁铁在0.6mm行程时的响应时间为2.20ms.

横向磁场开关磁阻电机永磁屏蔽技术研究

首先阐述了横向磁场开关磁阻电机转矩提升原理,着重分析了漏磁通产生原因以及对电机性能产生的影响,在此基础上研究了一种具有双边永磁屏蔽外转子低速横向磁场开关磁阻电机,介绍了样机的结构特点,并采用三维等效磁网络法对样机进行了磁场计算,研究表明利用装设在定、转子极间的永磁体能有效屏蔽漏磁通,增加磁通变化率,提高输出转矩。样机的计算结果和试验结果基本吻合。

新型结构永磁屏蔽电机三维磁场分析和电感计算

采用三维有限元方法对一台用于屏蔽泵系统的新型结构永磁屏蔽电机进行了分析与计算。电机无转子铁心,结构简单且无转子铁耗。由于绕组端部漏感较大,必须采用三维数值方法计算。首先对电机进行了三维磁场分析,接着采用三维瞬态有限元方法计算了屏蔽套的涡流损耗,然后运用能量摄动法计算出额定负载时电机各绕组不同转子位置角的自感和互感值,再通过坐标变换获得电机的交直轴电感值。最后对实际样机的电感参数进行测量,测量结果与计算结果的一致性验证了计算结果的正确性。

新型永磁屏蔽电机性能研究

在分析传统的有转子铁心永磁屏蔽电机的基础上,研究了一款适用于管道屏蔽电泵的新型结构永磁屏蔽电机。该电机无转子铁心,永磁体极弧系数为1。采用二维瞬态有限元方法对两种结构电机进行了磁场分析,计算了定转子屏蔽套的涡流损耗以及各种损耗,获得电机性能参数。计算结果表明,与同功率的有转子铁心永磁屏蔽电机相比,无转子铁心永磁屏蔽电机不仅结构更简单、成本更低,而且效率更高。

整体转子结构永磁屏蔽电机的设计与优化

通过对双凸极永磁电机的分析,设计了一款用于管道屏蔽电泵的小功率整体转子结构永磁屏蔽电机。在此基础上,为了提高永磁屏蔽电机的效率,对该电机进行了优化设计。设计的电机为整体永磁转子,极弧系数为1,无转子铁心,且对定子结构进行了漏磁分析与设计。由于经验公式法无法精确计算涡流损耗,为此采用三维瞬态有限元方法分析计算了定转子屏蔽套的涡流损耗,并对该永磁屏蔽电机的性能进行了分析。然后采用拟牛顿法对该永磁屏蔽电机进行优化分析,使得在满足一定的约束条件下,效率达到最大值。最后制作了样机,样机实测结果验证了计算结果的正确性。

无刷直流永磁屏蔽电机参数计算

屏蔽电机主要用于各类液体循环系统中。由于无刷直流永磁屏蔽电机的端部漏感较大,二维方法无法精确计算电机性能,需要用三维数值方法计算。采用三维瞬态有限元方法分析了一台无刷直流永磁屏蔽电机的电磁场,并运用能量摄动法计算了不同转子位置角时电机定子绕组的自感和互感值,且对其进行了傅里叶分析。在此基础上,采用场路耦合的方法,计算了该电机在额定工况下的各种损耗、电磁转矩和效率等性能参数。

永磁屏蔽电机不同齿尖结构参数的空载磁场分析

有限元方法精度很高,适合求解复杂结构的电机磁场问题。运用三维有限元方法,比较分析了径向磁化、平行磁化两种磁化方向以及有齿尖及无齿尖两种结构永磁屏蔽电机的空载磁场参数。在此基础上,分析了齿尖平均弧长、齿尖厚度和外侧倾斜角等齿尖结构参数对两种磁化方向电机空载磁场参数的影响。计算结果表明,对于两种磁化方向,有齿尖结构永磁屏蔽电机的空载气隙磁通密度基波幅值、THD以及齿槽转矩都较大,而感应电动势较小。

永磁屏蔽泵在乙烯装置的应用

低温甲烷泵是乙烯生产装置深冷分离技术中的关键设备。原工艺技术专利商针对该泵输送的介质具有介质轻、温度低、易燃易爆等工艺特性,选择了以甲醇为密封介质带压密封罐结构的密封形式。运行以来,该密封频繁失效,造成冷箱甲醇冻堵,乙烯损失严重,多次进行改造和试用,效果不佳。借装置升级改造时机,换型为永磁屏蔽泵,有效地解决低温甲烷泵机封频繁出现泄漏的问题,实现乙烯装置深冷分离区域“乙烯零损失”的降本增效目标。

高速永磁屏蔽电机损耗分析与温升研究

损耗是影响电机效率和发热的重要因素,定子屏蔽护套作为高速永磁屏蔽电机损耗的主要来源,合理的设计是保证电机可靠安全运行的关键。本文基于有限元模型计算分析电机定子屏蔽护套的涡流损耗以及电机温升分布,并对屏蔽护套损耗敏感性因素进行研究;通过样机试验分离出定子屏蔽护套涡流损耗。试验与理论分析结果基本一致,验证本文所建立的高速永磁屏蔽电机有限元模型的正确性,对今后屏蔽电机的分析、设计具有理论指导意义。

基于遗传算法的永磁屏蔽电机优化设计

建立了永磁屏蔽电机的优化设计模型,包括优化设计变量、多目标函数和约束条件。利用遗传算法对一台5.5kw的永磁屏蔽电机进行了多目标优化设计,详细分析了将遗传算法应用于永磁屏蔽电机优化设计中的各个操作步骤,如编译码技术,遗传操作和适应度函数等,算法设计中采用权重系数法和法和罚函数法分别对多目标问题和约束条件进行了搜索控制,优化结果表明在满足各项性能要求和约束的前提下,降低了电机的成本,并且提高了电机的效率。

真空泵用屏蔽式永磁同步电机电磁场-温度场互相迭代计算方法

真空泵用屏蔽式永磁同步电机发热严重,因此在设计阶段准确预测其温度对于真空泵系统的安全稳定运行具有重要意义。针对当前电机电磁场-温度场双向耦合计算方法只能考虑温度对电机材料物理性质参数的影响,提出了一种电机电磁场-温度场互相迭代计算方法。该方法不仅能够考虑温度对电机损耗和永磁体磁性能的影响,还能够考虑温度对电机部件材料导热能力和散热能力的影响,使电机电磁场和温度场预测更加符合实际情况。以一台1.5 kW屏蔽式永磁同步电机作为研究对象,基于提出的方法对电机的电磁性能和温度特性进行分析,并将分析结果与电磁热双向耦合计算结果进行了对比。此外还利用提出的互相迭代法分析了环境温度对电机温升的影响。该研究不仅可以为屏蔽式永磁同步电机优化设计提供理论依据,还可以为其运行安全性和可靠性提供参考。

永磁同步屏蔽电动机的涡流场仿真研究

屏蔽电动机虽具有电磁屏蔽效应,但交变磁场中金属屏蔽套上的感应涡流会使气隙磁场发生变化,并产生很大的涡流损耗。仿真以一个48槽8极表贴式永磁同步屏蔽电动机为例,对屏蔽套上的涡流场进行分析。探讨在不同激励下涡流矢量关系,分析在定子电枢电流激励作用下永磁体对涡流的影响,研究联合激励下的电流控制角和循环电流对涡流的影响,讨论在不同激励条件下屏蔽套和循环电流对径向磁密的影响,统计在不同转速下的屏蔽套涡流损耗的情况。

通用型永磁同步屏蔽电机电磁设计

利用三维瞬态有限元法设计了不同功率的通用型永磁同步屏蔽电机。该电机为整体式永磁转子,极弧系数为1,无转子铁心,结构简单。由于二维有限元法无法计算绕组端部漏感,为此采用三维有限元法。考虑到生产成本,在没有改变定子铁心和转子的基础上,保持额定电压及额定转速不变,仅通过改变定子绕组的匝数和线径,从而改变了三相感应电动势,并设计了不同功率的永磁同步屏蔽电机。利用三维瞬态有限元法计算出不同功率电机的各种损耗及效率等性能参数。最后,样机实测结果与计算结果一致,验证了计算结果的正确性。

永磁电机屏蔽泵性能优化

文章研究了绕组参数和永磁体对屏蔽泵电机性能的影响。通过三维有限元法计算得到永磁屏蔽电机气隙磁密分布和屏蔽套涡流损耗分布,并计算得到不同转速下电机的各项性能。然后对屏蔽电机结构进行优化分析,使其效率达到最大值,为屏蔽泵能效指标的提高提供了依据和参考。

一种新型磁屏蔽永磁调速器原理

永磁调速器是通过永磁体和导体之间的气隙,实现由电动机到负载的转矩传输,可实现电动机和负载间的无机械链接,具有高效节能、消除系统震动、延长设备使用寿命的优点。文章主要分析了传统的永磁调速器的原理及存在的缺点,提出了一种新型的磁屏蔽永磁调速器,介绍了其原理,阐述了新型磁屏蔽永磁调速器的优点,并与传统的永磁调速器进行了技术对比。磁屏蔽永磁调速器可降低工程造价,实现机械零部件的免维护,具有广阔的应用前景。

一种提高横向磁场开关磁阻电机输出转矩的新方法

研究了一种新型具有永磁屏蔽的横向磁场开关磁阻电机.该电机利用装设在定、转子极间的永磁体,有效地屏蔽了极间漏磁通,提高了输出转矩.该文利用i-ψ特性曲线从磁能角度进行了转矩提升理论分析,并对样机进行了三维磁场计算.样机的静态转矩对比试验表明,在相同额定电流下永磁屏蔽样机的静态平均转矩提高近一倍.

横向磁通开关磁阻电机转矩能力的分析

设计了1台永磁屏蔽的横向磁通开关磁阻电机(PM-shield TFSRM)。通过在定、转子极间装设永磁体来屏蔽气隙中的漏磁,以提高输出转矩。采用三维有限元分析方法对电机的磁场进行了分析,表明了永磁屏蔽的有效性。在相同电流通过时,具有永磁屏蔽的横向磁通开关磁阻电机的平均转矩比没有永磁屏蔽的提高近1倍。