顾及旋转铁耗的高速爪极电机三维磁热耦合分析

提出一种磁热耦合方法并对高速爪极电机进行热分析。对高速电机而言铁耗在所有损耗中所占比例较大,准确计算铁耗至关重要。由于爪极电机的磁路是三维结构的,本文通过三维有限元分析,按照旋转磁化条件下的铁耗计算模型得到每个单元的磁滞、涡流和异常损耗。通过保持磁场分析和热场分析时具有相同的剖分单元结构和数目,将每个单元在磁场分析中得到的铁耗耦合到热场分析中,其他损耗如风摩耗、转子损耗等也包含在模型中。将这种方法应用在一台2kW采用软磁复合材料的爪极电机上,通过试验分析,计算结果与测量结果相吻合。

爪极电机空载时三维磁场的数值分析和电感计算

该文通过三维电磁场数值分析方法对一台 35A交流汽车爪极发电机的空载磁场分布进行了计算 ,分析了电机各部分的磁场以及电机气隙磁密波形 ,对于不同爪极截面处也进行了计算和磁场显示 ;在此基础上 ,利用能量摄动法进一步研究和计算了空载时电机各绕组的自感和互感 ,从而得出了空载时的相电压波形 ;与实测结果比较 ,证明了计算结果的正确性 。

高速永磁爪极电机铁耗与空气摩擦损耗计算

高速电机由于采用高频电源供电,铁心损耗较常规电机突出,且高速旋转引起的空气摩擦损耗亦非常严重。此外爪极电机磁路结构复杂且其磁通呈三维分布,因此需要考虑三维磁场、高频谐波和高速旋转等因素,针对该种高速电机损耗计算模型进行研究。首先通过三维有限元电磁仿真软件对该种电机的磁场分布特点进行分析;然后采用三维正交交变磁化近似等效旋转磁化建立铁耗计算模型,并考虑高频谐波对其影响,通过与有限元软件计算结果对比,验证了计算模型的准确性;此外针对转子转速、转子表面光滑度、轴向风速等因素对空气摩擦损耗的影响进行分析;最后通过实验验证了铁心损耗和空气摩擦损耗计算方法的准确性。

新型永磁外转子爪极电机的特性仿真

为了研究具有特殊结构的新型外转子爪极电机的运行特性,在对电机的结构、材料、特点以及运行机理进行分析的基础上,利用有限元分析软件,建立了对电机进行三维电磁场分析的仿真模型。采用场路耦合分析方法,通过ANSYS和CASPOC系统仿真软件的耦合计算,得到了在发电和电动两种状态下的系统仿真特性。仿真结果表明,该种电机具有功率密度和转矩密度大的特点,在发电和电动状态都表现出良好的运行特性。

外永磁转子爪极电机磁路模型的建立与参数计算

外永磁转子爪极电机是近年来出现的一种新型结构电机,在节能调速和汽车电气系统中具有很好的应用前景。本文在对该种电机的结构特点以及运行机理进行综合分析的基础上,详细分析了电机复杂的主磁通及漏磁通情况,并建立了其简化的等效磁路模型。之后根据电机的结构特点推导出了磁路模型中磁阻和电机电抗参数的解析计算公式,并通过磁路模型得到了该种电机的反电动势计算式。为了验证磁路模型的正确性,本文研制的实验样机的实验结果与磁路模型计算值的一致性表明了理论工作的正确性和可行性。该研究工作为该种新型结构电机的深入研究打下了技术基础。

外永磁转子爪极电机空载气隙磁场解析计算

由于外永磁转子爪极电机的结构复杂,其空载气隙磁场需通过建立三维模型进行分析,而采用三维有限元方法计算耗时较长且网格剖分对其计算结果影响加大,因此本文提出了一种在极坐标系向建立的空载磁场解析计算模型。通过轴向分段的方法,将该电机三维模型转化为多个二维模型,并给出了相应的的边界条件,利用傅里叶级数变换和分离变量法推导得出了空载气隙磁场的切向和轴向磁通密度,齿槽转矩和空载反电动势的解析式。为了验证解析模型的准确性,将解析计算结果与有限元计算和样机实验测量的结果相比较,结果对比误差较小,验证了解析模型的准确性和可行性。

利用三维有限元法计算爪极电机的磁场分布

爪极电机的设计是比较复杂的问题 ,因为其转子结构和磁场分布呈三维性 ;而爪极电机的磁场计算又是分析、设计爪极电机的基础 ,它对于爪极电机的参数计算、性能设计和采用永磁材料设计新型混合式爪极电机都具有十分重要地意义。文章阐述了用三维有限元法计算爪极电机磁场的一般性原理 ,通过三维场数值计算 ,对一台 3 5 A传统结构汽车用爪极发电机的磁场分布进行了计算和分析 ,并对该电机转子中引入永磁磁钢的改进型发电机进行了分析 ,其结果对于设计新型爪极电机具有一定的参考价值。

高速爪极电机外永磁转子设计

为了解决内转子结构高速永磁电机转子保护套导致的等效气隙大和散热困难等问题,本文研究了一种外转子结构高速永磁爪极电机。计算了不同温度时转子铁心和永磁体应力分布情况,分析了外永磁转子不同模态下的临界转速与转子动力学特性,研究了轴承刚度对转子临界转速的影响,分析了转子结构尺寸与主要电磁性能参数的关系,提出了该类电机外永磁转子综合设计方法,并研制了一台1.5k W试验样机。通过样机空载和负载试验验证了外转子结构高速爪极电机的可行性和设计方法的正确性。

外永磁转子爪极电机转矩研究

为了研究具有特殊结构的新型外永磁转子爪极电机的转矩密度和齿槽转矩,在对电机的结构、材料、特点以及运行机理进行分析的基础上,对转矩密度和齿槽转矩的计算公式进行推导,从理论上分析出外永磁转子爪极电机转矩密度和齿槽转矩比常规交流电机高的本质。利用有限元分析软件,对电机进行三维电磁场分析,运用场的方法计算出齿槽转矩和电磁转矩,分析外永磁转子爪极电机极数对转矩密度和齿槽转矩的影响,通过对样机的实验证明公式推导和仿真结果的正确性。理论分析、仿真计算和实验结果表明,外永磁转子爪极电机的转矩密度比传统电机大,而且具有特有的齿槽转矩特性。

基于磁网络模型爪极电机气隙磁场的研究

采用等效磁网络法 ,对爪极进行分段建模整体迭代 ,建立了爪极电机较为精确的等效磁网络模型 ,提出了三维场磁网络模型的求解方法 ,基于等效磁网络法分析了爪极电机的气隙磁场分布情况并用于爪极发电机的电磁计算之中。实验结果表明 ,采用磁网络模型分析特殊结构的电机较其它方法具有优越性 ,提高了计算速度 ,精度较高 ,适合于工程应用。

新型永磁外转子爪极电机的发热分析

本文针对新型永磁外转子爪极电机的发热问题,在对该种电机的特殊结构简单介绍的基础上,首先对电机内部的热源及热路进行了分析,建立了该种电机的等效热路模型,并导出了模型中各部分热阻的计算式;然后研制开发了该种电机的热路分析仿真程序,对电机运行工况下的发热及温升情况进行了仿真研究;最后通过样机实验平台,对该样机进行发热实验。实验结果与理论分析的一致性,验证了等效热路模型的正确性,为该种电机的深入研究奠定了理论和技术基础。

永磁外转子爪极电机的爪极外形研究

本文针对永磁外转子爪极电机爪极形状的特殊问题,在对该种爪极电机的结构及运行机理简要介绍的基础上,从爪极的根部、尖部以及外形入手深入研究了该种电机的特点。先分析了爪极电机的爪极中爪尖和爪根厚度对电机漏磁的影响;然后提出了爪极电机的三种不同爪极外形,利用强有力的有限元分析软件建立了该种电机三维电磁场分析的仿真模型,给出了三种爪极外形电机的气隙磁密和整个定子的磁密分布,并计算得到了三种电机的空载反电动势波形;最后通过对三种外形结构爪极电机的对比分析,总结了不同爪极外形结构电机的特点及应用领域。

新型外永磁转子横向磁通爪极电机特性仿真

为了研究具有特殊结构的新型外永磁转子横向磁通爪极电机的运行特性,在对该种电机的结构特点以及运行机理进行分析的基础上,利用有限元分析软件,建立了该种电机的三维电磁场分析仿真模型,仿真得到了该种的电机的气隙磁密波形和电机整体的磁密分布;然后分析了该种电机的空载感应电动势及齿槽转矩的波形;最后用自行开发了外永磁转子横向磁通爪极电机的磁路仿真程序,并对该种电机进行了性能仿真研究,结果表明该种新型结构的横向磁通爪极电机具有良好的运行特性,为该种电机的深入研究打下了技术基础。

一种削弱聚磁式永磁爪极电机齿槽转矩的新方法

针对聚磁式永磁爪极电机的齿槽转矩的问题,提出了采用爪极偏移削弱齿槽转矩的新方法。在电机二维简化模型的基础上,采用二维有限元软件分析齿槽转矩。通过参数化方法确定了磁极极弧系数和爪极偏移量的较佳组合,而且验证了该方法的有效性。

高速永磁外转子爪极电机多物理场分析与驱动系统设计（英文）

由于高频供电与高速旋转的影响,与传统电机相比高速电机设计面临更严峻的问题,如电磁场分析,转子应计算,转子动力学特性和驱动系统。本论文基于高速永磁外转子爪极电机进行研究,推导了电机外转子应力的理论解析表达式,并采用有限元方法对其进行了验证。高速转子的设计应满足其动力学特性要求,利用有限元方法分析了转子动力学特性并与不同转子结构进行了对比。此外,搭建了无位置传感器驱动系统仿真模型,并对高速永磁外转子电机进行实验研究,证实了驱动系统的可行性。

外永磁转子横向磁通爪极电机研究

为了解决外永磁转子爪极电机漏磁较为严重的问题,提出了一种新型结构的外永磁转子横向磁通爪极电机。在对该种电机的结构、特点、材料以及运行机理分析的基础上,首先采用常规的等效磁路分析方法,建立了该种电机的等效磁路模型,并推导出各部分的磁阻和电抗的计算公式;然后利用有限元分析软件,建立了该种电机三维电磁场分析的仿真模型,并对电机内部磁场分布加以分析研究,且计算得到了电机的空载漏磁系数;最后给出了该种电机的气隙磁密及空载电动势波形。结果表明该新型结构电机具有良好的特性,也为该种电机的深入研究奠定了技术基础。

新型轴向分段式外永磁转子爪极电机研究

在对轴向分段式外永磁转子爪极电机的结构特点以及运行机理进行分析的基础上,建立了其等效磁路模型和电路模型,并编写了该种电机的电磁设计仿真程序,对该种电机的运行情况进行深入研究;为了准确得到电机的各种参数,对该种电机进行了三维电磁场分析,运用有限元工具软件分析了它的磁通密度分布及空载反电动势的情况;并提出一种场路耦合仿真方法实现了对该种电机及其控制系统的整体运行情况的仿真;最后在理论研究的基础上提出了该特种电机的设计特点和设计方法,并研制了一台12极实验样机;通过样机实验结果与理论分析的对比,验证了理论工作的正确性和可行性,为深入研究该种爪极电机奠定了基础。

汽车用爪极电机旋转问题的数值分析

采用有限元法对电机进行分析计算已被研究人员普遍采用,在分析电机过程中如何实现电机的旋转始终是一个需要认真研究的问题。本文简要介绍了汽车用爪极电机在三维有限元分析计算中的建模和分析过程,主要对电机旋转的实现做了详尽的分析研究,提出了三种解决爪极电机旋转的方法,详细叙述了三种方法具体的建模和求解过程,并对计算结果进行了对比分析,最终得出对比结论。三种方法的误差都在合理范围内,这证明了所有方法的正确性.得出的结论汽车用爪极电机优化设计和分析都具有一定参考价值。

轴向分段式外永磁转子爪极电机设计

为了解决具有特殊结构新型轴向分段式外永磁转子爪极电机的设计问题,在对该种电机的结构、材料、特点以及运行机理简单介绍的基础上,首先提出了该种电机的设计原则,导出了电机主要参数间的关系,分析了电机极数选择的依据;然后详细的列出了该种电机的定子和转子结构设计公式,并给出了电机的简单设计流程;最后通过样机的制造对电机的设计原则和设计特点进行了校验和进一步完善;本文为该种新型电机的设计提供了相对完整的设计参考,同时也为该种电机的深入研究奠定了技术基础。

外永磁转子爪极电机控制模型的建立与仿真研究

为了研究具有特殊结构的外永磁转子爪极电机的控制问题,在对该种电机的结构、特点以及运行机理进行分析的基础上,首先采用绕组等效处理的方法,建立了该种电机的微分方程数学模型;并利用拉斯变换分析法,得到了该种电机的传递函数数学模型;然后经推导得到了电机的控制系统数学模型,并对其进行了最大转矩控制方法的仿真研究;通过对电机输出电流和转速的仿真结果分析,验证了该特种电机的上述数学模型的正确性,也为该种新型电机的应用提供了参考。