软磁复合材料-Si钢组合铁心盘式横向磁通永磁无刷电机

盘式横向磁通电机(DTFM)因其电磁负荷相互解耦,功率密度高,轴向长度短,具有很好的应用前景。基于DTFM的原理特点以及软磁复合材料(SMC)和叠片硅钢材料(Si-Steel)两者间铁磁性能的互补性,提出SMC和Si-Steel组合(SMC-Si)铁心DTFM,以进一步提高DTFM的性能。该文首先给出SMC-Si铁心DTFM的结构原理;其次采用三维电磁场有限元方法,通过对比分析SMC-Si铁心DTFM、SMC铁心DTFM及Si-Steel铁心DTFM,验证三者间的性能差异以及SMC-Si铁心DTFM的性能优越性;然后,对SMC-Si铁心DTFM的齿槽转矩削弱进行研究;最后试制了一台SMC-Si铁心DTFM样机电机,并进行了试验研究。

软磁复合材料-Si钢组合铁心轴向磁通永磁电机的结构设计与研究

为实现工业机器人伺服电机的小型化,该文提出采用具有高功率密度和高转矩/转动惯量比特点的轴向磁通永磁(axial flux permanent magnet,AFPM)电机应用在工业机器人中。根据软磁复合材料(soft magnetic composite material,SMC)和硅钢材料的性能特点,该文设计了一台SMC-Si钢组合铁心AFPM电机,建立SMC铁心和Si钢铁心AFPM电机模型进行对比研究,分析比较组合铁心AFPM电机与这两种电机之间的性能差异。此外,该文还通过采用单个定子盘旋转一定角度的方法对组合铁心AFPM电机的转矩脉动进行削弱。相比于传统径向磁通永磁(radial-flux permanent magnet,RFPM)电机,SMC-Si钢组合铁心AFPM电机结构更加紧凑,电机轴向长度大幅缩短。通过对比不同定子铁心结构AFPM电机得出,采用SMC-Si钢组合定子铁心结构可以有效提升电机额定电流下的输出转矩和电机过载条件下的效率。最后,该文通过样机实验,验证了组合铁心AFPM电机的理论设计和仿真结果。