旋转式松耦合变压器的绕组优化设计

旋转式无线励磁系统的核心部件松耦合变压器因存在大气隙,导致其漏感较大,无法有效地提高耦合系数,从而限制了系统效率的提升。为解决该问题,首先对旋转式松耦合变压器进行等效建模与漏感分析,针对常见绕组存在的缺陷进行了改进设计,提出PCB 绕组结构。利用Ansys/Maxwell 仿真分析软件确定该优化结构的可行性。设计S-S 谐振补偿方案,运用Simplorer 与Maxwell 进行联合仿真,进一步验证该方案的优化程度。最后搭建实验平台,对改进前后松耦合变压器在较大气隙条件下的耦合系数与传输效率进行对比,验证了所提方案的合理性。

基于矩形导线的永磁同步电机绕组优化设计

为实现电机绕组设计优化,基于交流损耗的产生机理探究了矩形导线几何参数对损耗与温升的影响;基于理论分析与有限元仿真结果,对比了不同绕组设计方案在产热、传热及温升方面的表现,从而获取了满足设计要求的绕组参数指标;在综合考虑制造成本的情况下,选定了定子优化设计方案。使用局部模型对多种绕组配置的损耗与温升进行了测试,验证结果显示,该绕组优化设计方案,在保证车载电机在整个运行空间内热安全前提下,显著提高了电机能量密度。

轴向磁通无铁心永磁电机多层矩形扁线绕组涡流损耗解析计算及优化

轴向磁通无铁心永磁电机的定子为无铁心结构,采用扁线绕制的定子绕组盘,具有槽满率高、平整度好、加工简单等特点。但是相对于圆形导线,矩形扁线具有截面积较大、涡流损耗大的缺点,导致电机损耗偏高、效率偏低。该文根据轴向无铁心电机磁场的三维分布特性,针对矩形扁线涡流损耗分布不均匀的特点,推导了定子无铁心扁线绕组特有的涡流损耗快速计算方法。在此基础上,基于涡流损耗的产生机理并以绕组铜耗最小为优化目标,建立了扁线绕组最优参数的求解公式。采用三维有限元软件仿真及样机测试的方法,验证了涡流损耗解析计算方法的有效性和准确性。结果表明,该文提出的涡流损耗计算公式以及导线参数优化方法可以实现扁线绕组的低损耗及电机的高效率,所得结论可为轴向无铁心电机定子绕组的设计及优化提供理论依据。

旋转式松耦合变压器的绕组优化设计

旋转式无线励磁系统的核心部件松耦合变压器因存在大气隙,导致其漏感较大,无法有效地提高耦合系数,从而限制了系统效率的提升。为解决该问题,首先对旋转式松耦合变压器进行等效建模与漏感分析,针对常见绕组存在的缺陷进行了改进设计,提出PCB绕组结构。利用ANSYS/MAXWELL仿真分析软件确定该优化结构的可行性。设计S-S谐振补偿方案,运用SIMPLORER与MAXWELL进行联合仿真,进一步验证该方案的优化程度。搭建实验平台,对改进前后松耦合变压器在较大气隙条件下的耦合系数与传输效率进行对比,验证了所提方案的合理性。

基于导管泵电机振动噪声的优化设计

经皮导管泵是一种新型急性左心室辅助装置,具有体积小、植入方便和耐热性高等优点。针对其特殊的工作环境,提出了一台外径6 mm的柔性印刷电路板(FPCB)绕组经皮导管泵直流电机的设计方案,推导受绕组参数影响的径向电磁力解析表达式,分析影响电机振动的主要时空阶次并进行电机振动噪声的优化设计。研究绕组结构对导管泵电机电磁噪声的影响机制,分析绕组层数和匝数与削弱电机振动噪声之间的关系。提出平稳转矩参数k,分析不同气隙长度对转矩脉动和平均转矩的影响,结合有限元分析对比优化前后电机的径向电磁力和电磁振动噪声大小。结果表明,在保证电机驱动性能的前提下,采用改变绕组结构与气隙长度的方法,可有效削弱电机振动噪声。

交流电机分数极路比绕组设计方法研究

分数极路比绕组是一种有效解决绕组极数与支路数不匹配问题的非常规交流绕组,对拓宽大型交流电机定子绕组设计范围具有重要意义。分数极路比绕组中各支路电动势和磁动势呈不对称分布,各支路绕组设计中存在多种绕组排列及连接方案,对绕组排列方案的优化设计是绕组设计的关键问题。本文针对分数极路比绕组设计问题,详细分析了分数极路比绕组分布特点与设计原则,提出了分数极路比绕组的优化设计方法,幵以一台大型水轮发电机定子绕组设计为例进行了分析计算,验证了方法的有效性。

低压大电流双凸极无刷直流发电机电枢绕组股线环流的抑制方法

为了有效抑制低压大电流双凸极电机电枢绕组中的股线环流,提出电枢绕组结构优化方法。首先建立能够充分考虑绕组股线位置、线包间股线串联顺序的精细化二维有限元仿真模型,对低压大电流双凸极电机中电枢绕组股线环流产生的机理进行研究。在此基础上,提出三种优化过的电枢绕组结构,并分别建立仿真模型将它们与未优化过的结构在股线环流分布、铜损、效率等方面进行对比分析。最后,制作两台不同绕组结构的股线环流验证原理样机进行对比实验研究。仿真和实验结果表明,股线均匀穿过槽深与槽宽的电枢绕组结构具有最好的股线环流抑制效果。

风冷盘式电涡流功率吸收器的研制

在分析风冷盘式电涡流功率吸收器结构及原理的基础上,进行了风冷盘式电涡流功率吸收器吸收功率表达式的理论推导与验证,对风冷盘式电涡流功率吸收器的结构和参数进行了优化设计。根据所提出的设计计算方法,设计了DHZ06型风冷盘式电涡流功率吸收器,达到了设计要求。

Optimization and Performance Comparison of Hairpin?Winding PMSM for Electric Vehicles Under Drive Cycle

Aiming at the problem of large AC copper loss caused by skin effects and proximity effects,and low efficiency at high speed of the hairpin-winding permanent magnet synchronous motor(PMSM)for electric vehicles(EVs),this paper firstly established the electromagnetic analytical model of the hairpin winding to calculate AC resistance.And the finite element model(FEM)of the hairpin-winding driving motor is established to calculate the AC characteristic of the hairpin winding at different speeds and temperatures.Then,combining modified particle swarm optimization(MPSO)and FEM,a 60 k W hairpin-winding PMSM is optimized under driving cycle conditions,and the electromagnetic performance and heat dissipation performance are compared with that of the traditional strand-winding motor.Finally,a prototype is made and an experimental platform is built to test the efficiency Map and temperature rise of the hairpin-winding motor over the whole speed range and verify the accuracy of the proposed optimization design method.The results show that the hairpin-winding PMSM not only has higher slot filling rate,high?efficiency range and power density,but also has better heat dissipation performance,which is suitable for application in the field of electric vehicles.