永磁游标电动机双绕组低谐波设计与磁热性能比较

为削弱永磁游标电动机的电枢反应磁场中的无效谐波含量,实现电动机高效运行,基于磁场调制理论提出一种双绕组低谐波永磁游标电动机.首先,阐明谐波抵消原理;其次考虑到温升对导线和永磁体性能的影响,利用有限元法对传统永磁游标电动机和双绕组低谐波永磁游标电动机的电磁场和温度场进行双向耦合计算,并对气隙磁密、转矩和温升等性能参数进行对比.研究结果表明:得益于低谐波设计,双绕组低谐波永磁游标电动机的转矩和效率得到改善,相比传统永磁游标电动机,在常温20℃时,所提出的双绕组低谐波永磁游标电动机的平均转矩和效率分别增长2.62%和0.55%,转矩脉动下降50.15%;温度收敛至稳态后,双绕组低谐波永磁游标电动机的平均转矩和效率分别增长2.66%和0.57%,脉动下降50.16%,验证了该低谐波设计方案的有效性.

裂齿式永磁游标电动机性能分析与比较

针对永磁游标电动机(permanent magnet vernier motor, PMVM)转矩密度大和功率密度高的特点,将其与传统永磁同步电动机(permanent magnet synchronous motor, PMSM)的性能进行比较研究.给出了6槽32极裂齿式PMVM的结构及工作原理,采用有限元仿真软件JMAG对其永磁磁场和电枢反应磁场的气隙磁密、空载感应电势、转矩、损耗等进行了分析,并与两台具有相同直径、轴长、定子齿数的PMSM进行了定量比较.结果表明:相比于6槽32极和6槽4极PMSM,6槽32极裂齿式PMVM平均转矩分别增加约45.0%和76.2%,转矩脉动减小约90.5%和95.0%,这揭示了PMVM转矩密度大、转矩脉动小的优点.然而,由于PMVM气隙中含有大量不同极对数、不同旋转速度的谐波磁场,导致其铁耗和永磁体涡流损耗较大.

电动汽车用表贴式永磁游标电动机分析与设计

表贴式永磁游标电动机由于具有高转矩密度的特点,近年来受到越来越多的关注,已经成为新型电机领域研究最为热门的课题之一。然而,研究重点大多数集中于该电机在低速高转矩的应用领域,在高速领域的研究很少。分析并设计了一台应用于电动车的12槽20极的表贴式永磁游标电动机,并与内置式永磁电动机Prius-2004的性能进行了对比,包括反电势、齿槽转矩、转矩、弱磁能力、损耗、效率。研究表明,在产生相同的直流铜耗条件下,表贴式永磁游标电动机较内置式永磁同步电动机转矩密度提升12%。此外,虽然表贴式永磁游标电动机采用了表贴式永磁体结构,该电机却具有较高的弱磁能力。