电动汽车用宽调速范围永磁磁阻电机优化设计研究

提出了一种能够在宽调速范围内实现恒功率运行的电动汽车驱动用复合转子结构永磁磁阻(CPMR)电机的最优设计方法。在交流永磁电机混合励磁机制分析的基础上,本文以逆变器电流定额最小为目标导出了在整个调速范围内实现恒功率运行的最优转子结构设计方案。设计样机的数值分析结果与IPM电机对比表明,该电机系统能够在很好地满足提供大过载转矩和宽调速范围运行要求的同时,具有较高的运行效率和功率因数。

新型复合转子永磁磁阻电机设计

基于对永磁磁阻电机弱磁扩速特性分析的基础上,提出了一种以整个调速范围内逆变器电流定额最小为目标,实现复合转子结构永磁磁阻电机优化设计的新方法。样机的分析结果表明电机系统在满足提供大转矩和宽调速范围运行要求时,具有较高的运行效率和功率因数,而且该方法具有良好的可操作性。

钕铁硼永磁磁阻同步电机及其仿真分析

与钕铁硼永磁同步电机相比,钕铁硼永磁磁阻同步电机磁钢用量明显减少,性价比上升;与铁氧体永磁辅助磁阻同步电机相比,钕铁硼永磁磁阻同步电机转子铁心制造成本有所下降,电机可靠性提高。重点分析了钕铁硼永磁磁阻同步电机的2种典型转子结构,讨论转子结构参数对电机性能和转矩能力的影响,并与钕铁硼永磁同步电机进行了比较分析。仿真数据表明,钕铁硼永磁磁阻同步电机的磁阻转矩利用用率增加,磁钢用量减少,电机性价比提高。仿真数据表明,钕铁硼永磁磁阻同步电机磁阻转矩利用率增加,磁钢用量减少,电机性价比提高。

新型永磁磁阻电机的结构和电磁参数关系分析

针对永磁电机和开关磁阻电机的缺点,提出兼具永磁电机和开关磁阻电机优点的永磁磁阻双转子电机。通过研究永磁磁阻双转子电机的结构和工作原理,推导了主要电磁参数的相互关系,确定了对永磁磁阻双转子电机性能影响较大的参数,针对这些参数,利用有限元法进行了参数分析,完成了永磁磁阻双转子电机的主要参数设计。分析结果表明:极槽配合和极弧系数是影响内电机性能的主要参数,而定子绕组安匝数则是影响外电机性能的主要参数,依据这些分析结果,可确定能够充分发挥永磁磁阻双转子电机优点的设计参数。

永磁磁阻发电机的电压控制

普通永磁同步发电机由于励磁不可调,端电压随转速或负载变化而变化,影响了供电品质。本文提出一种永磁磁阻发电机的电压控制策略,通过与发电机并联的电力电子装置,对其补偿适当励磁所需的无功电流,来保持发电机端电压的稳定。本文阐述了该发电机系统的结构、原理、电机的数学模型和电压控制方法。仿真实验证明该方法可在一定的转速和负载变化范围内保持端电压不变,补偿电流较小。

基于混合式磁钢转子结构的电动车用永磁磁阻电机优化设计

针对电动车用永磁驱动电机中稀土永磁成本过高的问题,提出了一种新型永磁磁阻电机。采用基于钕铁硼和铁氧体的混合式磁钢转子结构,大幅降低电机制造成本,显著提升电机性价比。并针对新型永磁磁阻电机转矩脉动过大、转矩输出能力不足的问题,进一步提出切向混合式磁钢转子结构,对切向磁钢混合配比及位置放置参数进行优化设计。搭建基于JMAG和PSPICE的MATLAB联合仿真平台,对新型电机的稳态和动态性能进行了仿真实验,实验结果验证了该方案的可行性和有效性。

基于电流解析计算的永磁磁阻直线电机推力稳定控制

永磁磁阻直线电机(PMRLM)能实现永磁和电流的双励磁,具有推力密度大和磁场可调的优点,并且其结构简单可靠,适用于各种大型装配工厂和物流分拣中心。但由于双凸极结构和永磁磁链谐波的存在,电机的磁链和推力脉动很大。针对上述问题,建立了PMRLM的数学模型,研究了基于电流解析计算的推力稳定控制,提出了一种能通过给定推力快速计算控制电流的策略,并搭建仿真平台。仿真结果证明了所提方法的有效性和鲁棒性。

永磁磁阻双转子电机结构参数的优化设计

本文结合同步磁阻电机和永磁同步电机的结构特点设计了一种新型电机--永磁磁阻双转子电机(Permanent Magnet Reluctance Double-Rotor Motor, PMRDRM),该种电机内电机为同步磁阻电机,外电机为永磁同步电机,通过中间公共定子连接。为改进电机性能、提高电机运行的稳定性,本文分别对内、外电机进行优化。对于外电机,比较了对称磁极偏移和重复单元磁极偏移两种方法对降低齿槽转矩的效果;对于内电机,以平均转矩为主要优化设计目标,以转矩脉动为次要优化设计目标,利用田口算法选出对平均转矩和转矩变化量影响较大的结构参数,进而,基于中心复合设计方法构造样本点,通过有限元仿真得到响应面模型,取得最优解。最后通过有限元分析可知,优化后的电机具有更小的转矩脉动,运行性能明显提高。

永磁磁阻电动机的研究

随着我国工业化进程的不断加快,工业电动机作为常用的机电能量转换装置普遍应用在钢铁、化工、炼油、轻纺等各个领域中。永磁同步电机较传统电机具有体积小、重量轻、效率高等特点,近年来备受青睐。然而,由于高性能稀土永磁材料的价格居高不下,致使稀土永磁电机的成本优势并不明显。因此,为了解决性能与成本间的矛盾,作为一种特殊的内置式永磁同步电机的永磁磁阻电机开始被广泛研究。

一种圆筒形永磁磁阻式直线电机

一种圆筒形永磁磁阻式直线电机，它涉及一种直线电机。它包含机壳，轴，电枢铁心，隔磁环，配置在各相电枢铁心上并位于两大极之间的环形的电枢绕组，非电枢铁心，该电机为非电枢铁心可动式结构，非电枢铁心为圆筒形并套装在轴上，

一种圆筒形永磁磁阻式直线电机

一种圆筒形永磁磁阻式直线电机，它涉及一种直线电机。它包含机壳、轴、电枢铁心、隔磁环、配置在各相电枢铁心上并位于两大极之间的环形的电枢绕组、非电枢铁心。该电机为非电枢铁心可动式结构，非电枢铁心为圆筒形并套装在轴上，电枢铁心为圆筒形，电枢铁心的外圆面与机壳的内表面紧密配合。

永磁磁阻双转子混合电机的优化设计

永磁磁阻双转子混合电机是一种新型双转子电机.相较于双转子永磁同步电机,其内部的永磁转子被替换为同步磁阻转子,这种永磁磁阻双转子混合电机在许多方面的性能优于同样设计的双转子永磁同步电机,但存在外转子转矩脉动过大的问题.为了降低永磁磁阻双转子混合电机的外转子输出转矩的转矩脉动,提出利用田口法对电机进行优化,选择7个永磁磁阻双转子混合电机的参数作为优化因子,优化目标为齿槽转矩、外转子转矩脉动和内外转子的转矩.通过实验得到一组最佳优化参数,并用仿真实验验证了该参数组合较原始的参数确实能够降低永磁磁阻双转子混合电机外转子的转矩脉动,同时还能提高永磁磁阻双转子混合电机的内外转子的转矩,验证了田口法在新型永磁磁阻双转子混合电机这种复杂结构电机的多目标优化的有效性.

永磁磁阻电机不同结构下的电磁性能对比分析

传统内转子永磁电机功率密度大、效率高、应用广泛,但存在着调速范围和过载能力相对有限、电机散热较差、永磁体易退磁等缺点,限制了其应用范围.为此,将永磁同步双转子电机中的内转子替换为同步磁阻转子,对原始电机正弦性较差的外气隙磁通密度、内外转矩分别进行了改进,将传统磁极变为Halbach磁极,对8分段的Halbach磁极阵列进行了结构优化,通过傅里叶分析比较了几种不同结构的气隙磁通密度谐波含量,利用参数化扫描,给出了最佳倒圆角半径,此结构也提高了外转矩.将同步磁阻转子改为永磁辅助式同步磁阻转子,对比分析了永磁体在不同放置方式下的内转矩大小,并分别给出了其磁链和电压方程,结果证明这种结构下的内转矩有较大提高.

基于磁链相移原理的不对称交替极永磁辅助同步磁阻电机设计与分析

传统永磁辅助同步磁阻电机(PMaSynRM)无法充分利用永磁转矩和磁阻转矩,该文提出一种新型不对称交替极永磁辅助同步磁阻电机(ACP-PMaSynRM)。基于永磁磁链相移原理,将交替极永磁阵列、不对称磁极和磁障相结合,实现永磁转矩和磁阻转矩的最大值在相同电流相位下叠加,不但提高了永磁转矩和磁阻转矩的利用率,增强了电机输出转矩能力,而且减少了永磁体用量。采用有限元法对比分析了传统和新型ACP-PMaSynRM的电磁性能,验证了所提电机拓扑的可行性。最后,制造了一台48槽14极样机并对其进行了实验验证。

基于六边形轨迹的永磁辅助式同步磁阻电机弱磁控制策略

永磁辅助式同步磁阻电机在高速工况弱磁运行时,直流母线电压利用率不高,电机的效率与转矩输出能力较低。为此,提出了一种基于六边形轨迹的永磁辅助式同步磁阻电机弱磁控制策略。首先,以永磁辅助式同步磁阻电机的d-q轴等效电路为基础,推导了弱磁过程的电压和电流约束,证明弱磁控制提升电机调速能力的根本原因。其次,为充分发挥永磁辅助式同步磁阻电机高速运行下功率密度较高的优势,进而推导过调制算法。并将其应用于永磁辅助式同步磁阻电机的弱磁操作中,以实现更高的直流母线电压利用率。最后,通过仿真验证所提出方法的有效性。

基于参数辨识的永磁辅助同步磁阻电机电流无差拍控制

针对永磁辅助同步磁阻电机电感参数失配引起传统无差拍预测电流控制器受扰动的问题,该文提出一种电感参数自适应的无差拍预测电流控制方案。所提算法利用模型参考自适应系统对电感参数进行在线辨识,并将辨识结果代替控制器中的原始电感模型参数,以确保控制器的模型参数和电机实际参数相匹配,进而增强无差拍预测电流控制系统的鲁棒性。根据永磁辅助同步磁阻的数学模型,对电机本体进行了建模,以实现对所提算法的仿真验证。最后在以TMS320F28335控制器为核心的实验平台上进行了实验验证。仿真和实验结果均表明,当电机参数与模型参数不匹配时,所提算法相较于传统的无差拍预测电流控制算法在电流波动峰峰值、电流跟踪静差及系统鲁棒性方面都有明显的改善。

永磁辅助同步磁阻电机优化设计及试验

永磁辅助同步磁阻电机具有高效率、高功率密度、低维护需求等优点,在电机的电磁设计时,由于涉及的参数变量较多,如磁通密度、线圈匝数、永磁材料的选择等,尤其是在追求最大化效率和输出功率的同时,还需要考虑到成本、物料的可获得性以及设计的可行性。该文基于永磁辅助同步磁阻电机基本工作原理及结构估算模型,以提高电机额定工况下运行效率为优化目标,采用田口法对电机相关参数进行优化设计,并对优化后的结果与原始方案进行对比。测试结果表明,与原始设计相比,优化后的电机在效率、温升控制和输出扭矩方面均有明显改进,尤其是在高负载条件下,优化电机展现出更稳定的性能和更高的能效。研究结果旨在通过采用先进的设计方法和试验验证,为永磁辅助同步磁阻电机性能的优化提供相关参考和建议。

真空干泵用永磁-磁阻复合式同步电机设计与分析

针对真空干泵用驱动电机在真空环境中转子散热难的问题,设计了一种混合励磁永磁-磁阻复合式同步电机。该电机转子永磁体励磁结构由钕铁硼与铁氧体两种磁体组成,旨在改变永磁体的排布方式,降低电机的损耗。首先,构建电机转子的拓扑结构,并设计两种方案来研究永磁体的排列方式对电机性能的影响;其次,分析转子参数对电机空载反电动势和电磁转矩的影响,并对电机转子的尺寸进行调整;然后,对比两种方案的损耗大小,选择损耗更低的电机方案;最后,通过有限元计算对目标电机进行了温度场分析,结果表明,所设计方案的电机温度分布合理,因此通过改变永磁体的排布方式能有效提升电机效率,降低电机损耗,确保电机稳定运行。

低转矩脉动永磁辅助同步磁阻电机转子结构优化设计

针对永磁辅助同步磁阻电机(PMA-SynRM)转矩脉动大的问题,提出了一种基于非支配排序遗传算法(NSGA-II)的PMA-SynRM多目标优化设计方法。首先,介绍了PMA-SynRM的基本结构与工作原理;其次,通过构建空气磁障、设计不对称辅助槽对PMA-SynRM转子结构进行改进;然后,通过灵敏度分析选出了对PMA-SynRM优化目标影响较大的参数,通过NSGA-Ⅱ进行多目标寻优,从生成的Pareto前沿中选择最优拓扑结构;最后,通过有限元软件,对优化后电机与初始电机的转矩性能进行分析。仿真结果表明,基于NSGA-Ⅱ优化后的PMA-SynRM其性能得到了显著提高。

永磁辅助同步磁阻电机转矩脉动抑制研究

新能源车用永磁辅助同步磁阻电机转矩脉动包含齿槽转矩、永磁转矩脉动及磁阻转矩脉动,各转矩脉动分量对电机转矩脉动均具有重要影响。分析了永磁辅助同步磁阻电机齿槽转矩、永磁转矩脉动及磁阻转矩脉动产生机理,以一台48槽8极新能源车用永磁辅助同步磁阻电机为研究对象,从转子结构入手优化电机转矩脉动;提出了优化永磁体张角、优化永磁体槽端部及开辅助槽来有效降低了转矩脉动。通过样机测试,验证了优化设计效果。