基于混合介质网格的表贴式永磁游标电机通用等效磁网络模型

为了更加快速准确地分析表贴式永磁游标电机的电磁特性与参数,提出一种通用等效磁网络模型。该模型的关键在于引入混合介质网格,可将调制齿区域沿周向剖分成相同大小的网格单元,实现对表贴式永磁游标电机调制齿区域的通用建模。同时,此通用等效磁网络模型还确定了定子和气隙的节点连接关系,避免传统等效磁网络模型因瞬态仿真导致的两者节点不规则连接问题,降低仿真误差。此外,考虑到定子极靴存在局部磁饱和现象,文中根据其拓扑结构和磁通密度分布,将定子极靴剖分成3个部分,并细分磁饱和区域,进一步提高模型精度。最后,利用此通用等效磁网络模型计算表贴式永磁游标电机的部分电磁性能,包括气隙磁密,磁链,反电势和转矩,并通过比较计算结果、有限元分析结果以及实验结果的误差,验证所提出模型的有效性和精确性。

基于三维等效磁网络模型的混合励磁同步电机电磁特性分析

针对分析混合励磁同步电机电磁特性时,三维有限元法计算量大、耗时长,解析法难以考虑铁磁材料饱和影响的问题,提出一种改进的三维等效磁网络模型。该模型考虑了模块化定子齿和转子极靴不均匀饱和,磁极间漏磁、磁极端部漏磁和定子槽内漏磁,能够快速预测具有模块化定转子结构的新型混合励磁同步电机的电磁特性;在建模过程中,根据电机转动时定转子的相对位置,建立相应的气隙磁导等效模型,以进行动态分析。利用该模型,计算了混合励磁同步电机的气隙磁通密度分布、磁链、反电动势和转矩,分析了电机的励磁调节能力。最后,将计算结果与三维有限元、样机实验结果进行比较,验证了该模型的准确性和有效性,为具有三维磁通路径特性的复杂结构电机提供一种快速的初期设计方法。相比于传统模型,该模型精度提高约9.5%;相比于三维有限元法,该模型所需计算时间仅为其0.05%。

基于JMAG和MATLAB的电机三维等效磁网络建模仿真与实验分析

以单体励磁爪极场调制(SECPFM)电机为例,使用仿真软件JMAG和MATLAB对电磁学课程中复杂抽象的磁路问题进行具体化分析,并应用于电机静态特性研究,降低了学生理解“场化路”的难度。首先,在JMAG软件中建立单体励磁爪极场调制电机的三维有限元模型,并根据结构尺寸参数确定电机定子、转子和定转子间气隙的等效磁导数值;然后,在MATLAB软件中建立三维等效磁网络模型,并分析电机静态特性;最后,通过有限元仿真和实验测试均验证了三维等效磁网络建模的准确性和对电机静态特性分析的有效性。该方法可应用于电磁学相关课程教学中磁路原理的分析,有助于学生拓展等效磁网络建模的思维并提高相关的科研实践能力。

基于三维等效磁网络法计算混合励磁爪极发电机负载特性

用三维等效磁网络方法计算了一台新型混合励磁爪极发电机负载特性。传统的电路法和磁路法不适合求解此类发电机电磁场。等效磁网络方法计算时间短且计算精度较高,在给出新型结构发电机三维等效磁网络模型的基础上,进一步通过计算得到混合励磁爪极发电机负载特性,最后给出输出电流优化结果。与有限元计算结果的一致性验证了计算结果的有效性,对混合励磁发电机的优化设计具有一定的理论参考价值。

开关磁阻电机稳态特性的等效磁网络模型分析方法Ⅱ.系统仿真

根据上文所建立的数学模型，结合系统的驱动模式，对电机在角度位置控制方式下的稳态运行特性进行了仿真分析。首次研究了开关磁阻电机中系统磁场储能的变化对电机动态转矩的影响，发现稳态运行时开关磁阻电机中电磁转矩的脉动主要不是由电机磁场储能的变化引起的，而是由输入电机的电磁功率的脉动引起的。本文计算结果与实验结果非常接近，证明所建立的模型是正确的。

无刷双馈电机运行特性的等效磁网络分析法

无刷双馈电机(BDFM)结构特殊,磁场调制机理复杂,目前尚缺少有效工具可快速而准确地对其运行特性进行分析。为此,根据磁网络的基本概念,结合笼型转子BDFM的结构特点并考虑铁心饱和与转子旋转的影响,阐述了笼型转子BDFM等效磁网络的建模方法;在此基础上,建立了一个笼型转子BDFM样机的动态磁网络模型,利用回路法对其进行求解,进而得到并分析了BD-FM在多种不同工况下的运行特性;最后,将动态磁网络模型的分析结果与有限元分析结果和样机实验数据进行了对比。结果表明,笼型转子BDFM动态磁网络模型在保证准确性的前提下,计算速度与有限元法相比明显提升,为分析笼型转子BDFM的运行特性提供了新思路。

基于等效磁网络法的新型混合励磁无刷爪极发电机的性能计算

提出一种新型的混合励磁无刷爪极发电机,该电机由永磁体与励磁绕组共同作用产生电机磁场,由于电机结构及磁路的复杂性,对这种电机进行快速、准确的分析比较困难。建立考虑磁场三维分布的电机等效磁网络模型,利用该模型对电机的空载磁场分布及磁场调节能力进行了分析,与有限元分析相比,等效磁网络法分析快速、结果准确。此外,利用等效磁网络模型,结合电机的相量图对电机的负载输出特性进行了计算,计算结果与样机实验结果相吻合。分析结果显示该电机具有气隙磁通密度高、功率密度高、低速输出性能好、励磁损耗低的特点。

应用等效磁网络方法分析电力变压器漏磁场分布

应用等效磁网络方法分析了电力变压器的漏磁场分布．等效磁网络方法是一种介于场与路之间的数值计算方法，其原理简单，实现方便．文中给出了等效磁网络模型和建立等效磁网络方程组的方法，以及用此方法求得的变压器漏磁场分布与阻抗电压，并与二维有限元分析结果作了对比．研究结果表明。

开关磁阻电机等效磁网络模型的降阶处理方案

在开关磁阻电机稳态运行过程中，本文首先分析电机的运行工况，寻找绕组通电的规律性，然后通过引入“工况磁网络”的概念，使数学模型中系数矩阵的元素可以随着相绕组在各区间通电状态的轮换而轮换，从而对微分方程中的矩阵进行统一定义，实现了开关磁阻电机等效磁网络的降阶处理。本文提出的问题是磁阻电机动态分析理论中一个很关键的问题。

基于等效磁网络模型的永磁电机气隙磁场的分析

针对面向气隙磁极结构的永磁电机 ,根据磁通管原理形成了永磁电机的等效磁网络 ,把细分的思想应用于永磁体模拟 ,建立了永磁体较为精确的网络模型。对影响方波无刷直流电动机气隙磁场及定位转矩的几个参数进行了深入探讨及磁场计算 ,得出了一些有价值的结论 。

考虑磁桥不均匀饱和的内置式永磁同步电机等效磁网络模型

为了提高计算精度,提出了一种可考虑磁桥不均匀饱和的内置式永磁同步电机(IPMSM)改进等效磁网络(EMN)模型。在分析不均匀饱和现象产生机理的基础上,将极间磁桥划分为四个子区域,根据每个子区域的几何结构及其磁力线走向搭建相应的多段非线性磁导单元,以考虑磁桥不均匀饱和及饱和偏移现象。以一台20kW车用IPMSM为例,利用所提出的模型对电机的空载、负载磁场及空载反电动势进行计算,并将计算结果与传统EMN模型、有限元分析及实验结果进行对比。结果表明,相比于传统EMN模型,所提出的改进EMN模型对气隙磁通密度和空载反电动势的计算精度可提高4%以上。最后,分析所提出模型的适用性,结果表明,当磁桥内磁通密度最大值与最小值的比大于约1.3时,磁桥不均匀饱和现象严重,需通过所提出的改进EMN模型来准确计算电机的电磁特性。

电磁场数值计算方法——等效磁网络方法中参数的求解

详细分析了电磁场数值计算方法———等效磁网络方法。简要叙述了等效磁网络方法的基本原理，给出了建立等效磁阻模型及等效磁网络模型的方法；首次由电磁场基本原理推导了等效磁网络方法中的重要参数，为等效磁网络方法的进一步推广应用奠定了理论基础。

可分离变压器的等效磁网络模型及参数计算

可分离变压器是非接触感应电能传输系统的核心部件.根据等效磁通管原理,建立了可分离变压器的等效磁网络模型.依据磁网络与电网络的相似性,采用节点法建立节点磁位方程,并采用Gauss-Se idel迭代法进行求解.在磁场分析的基础上,推导出可分离变压器电感参数的计算公式,并给出了计算实例.计算结果表明,等效磁网络法原理简单,实现方便,且精度较高,在可分离变压器的设计、分析及优化中可以发挥重要作用.

开关磁阻电机等效磁网络模型的建立与仿真

利用开关磁阻电机的等效磁网络模型,推导出了电机绕组满足的以绕组磁链为状态变量的微分方程,建立了电机稳态运行分析的数学模型.根据所建立的数学模型,结合系统的驱动模式,对电机在角度位置控制方式下的稳态运行特性进行了仿真分析.仿真过程中提出了一种求解状态方程的新方法,此方法不仅简化了仿真程序,而且使仿真计算原始数据的精度和计算速度大大提高.

聚磁式横向磁通永磁直线电机的变磁导等效磁网络

针对传统横向磁通永磁直线电机空间利用率低的问题,提出一种动子三面墙聚磁式结构的新型横向磁通永磁直线电机,该电机具有高推力密度和高可靠性的特点。首先,介绍横向磁通永磁直线电机(TFPM)的基本结构和工作原理;其次,通过分析在定子和动子不同位置时电机的磁力线分布情况,依次建立等效气隙磁导模型,凸极平面结构等效磁路模型和完整的变磁导等效磁网络模型;最后,将变磁导等效磁网络模型与三维有限元模型的磁链结果进行对比分析,并搭建样机的实验平台,将变磁导等效磁网络模型与有限元模型及样机空载实验的反电势(EMF)计算结果进行对比分析,验证了变磁导等效磁网络模型的结果与有限元分析结果具有良好的一致性,进而证明变磁导等效磁网络模型的正确性。

横向磁通永磁同步电机非线性动态等效磁网络模型分析

为了缩减电机设计周期,该文针对横向磁通永磁电机提出一种非线性动态等效磁网络模型。该模型引入电机饱和深度系数来反映电机不同饱和程度对导磁材料性能的影响。文中着重分析定转子齿和气隙位置磁通管的划分和相应磁阻的计算。在电机转动过程中,根据定转子的相对位置,把电机的一对极范围划分为8个区域,每个区域内的等效磁阻分布均相同。并且用统一的拓扑表示这8个区域的等效磁网络,从而将动态过程转化为静态拓扑。在求得电机磁链的基础上,对电机的电感、空载反电势进行分析计算。最后通过有限元方法和实验,验证该模型的有效性。

基于等效磁网络法的混合励磁双定子磁悬浮开关磁阻电机建模研究

提出了一种混合励磁双定子磁悬浮开关磁阻电机(BSRM)的等效磁网络模型,此模型可以分析电机悬浮和转矩绕组的磁链、电感及悬浮力和转矩等静态特性。等效磁网络法(EMN)不仅能保证一定的精度,而且比有限元法(FEM)节省时间。基于一种24/16/8极混合励磁双定子BSRM建立EMN模型,推算出电机定转子齿部、轭部以及气隙磁导的计算公式。建立矩阵方程,求解出各部分的磁通密度,进而求出悬浮和转矩绕组的磁链、电感以及悬浮力和转矩特性,和FEM求解的结果进行对比。可以发现EMN模型求解出的电磁特性和FEM分析的结果吻合效果很好,进一步证明了所建模型的有效性。

基于等效磁网络模型无刷直流电动机磁场分析

针对无刷无铁心直流电动机建立了等效磁网络模型,对其气隙磁场进行分析计算,并以稀土永磁体线性化退磁曲线为分析基础,用解析法计算电机的漏磁系数。计算和实验表明,基于等效磁网络模型对电机气隙磁场进行分析,结果直观,应用方便,是一种值得推广的分析方法。

高密度永磁同步电机的变参数等效磁网络分析

针对双"I"型转子结构的内置式高密度永磁同步电机(PMSM),基于MATLAB/Simulink平台提出了一种变参数等效磁网络法,充分考虑转子漏磁,且通过变参数环节,自动调节各部分磁导率,计算铁心饱和,提高了变参数等效磁网路法的计算准确性。利用该磁网络,分析了转子尺寸参数对电机空载电磁性能以及气隙磁密波形的影响,为高密度PMSM初步设计提供了一种有效快速的分析手段。

模块化永磁直线游标电机等效磁网络及漏磁分析

在模块化永磁直线游标电机的初始设计及优化设计中,使用有限元方法(FEM)计算漏磁系数时需要耗费大量的建模和计算时间。针对这一问题,建立该种电机的等效磁网络模型,在建模期间,考虑气隙中的边缘效应,并计算永磁体组与定子齿在不同相对位置时的等效磁导,得到该种电机在一个周期内不同相对位置时的漏磁磁导和漏磁系数的数学解析表达式。采用FEM验证了该数学解析表达式的准确性。研究结果为模块化永磁直线游标电机的设计提供了理论依据。