定子结构优化对盘式电机齿槽转矩的影响分析

齿槽转矩会恶化电机性能,为削弱盘式永磁电机齿槽转矩,文章提出了定子偏移和不等定子齿靴两种结构优化方法。首先通过能量法与傅里叶分解推导出轴向电机齿槽转矩公式,进行定子槽口宽度优化得到原模型的最小齿槽转矩;然后用公式推导计算与有限元分析,得到定子偏移结构的偏移角度;最后通过理论分析和仿真计算得到基于最小齿槽转矩的不等定子齿靴扩张宽度比,不等定子齿靴结构可使定子上下两侧的齿槽转矩相互抵消。对比结果表明,不等定子齿靴结构对齿槽转矩削弱效果最好,当扩张宽度比取1.2时,齿槽转矩降低71%。

定子槽结构的永磁同步电机振动噪声优化

为改善永磁同步电机一阶齿谐波引起的振动噪声,基于ANSYS Workbench多物理场耦合平台,对电机电磁噪声进行联合仿真,优化电机振动噪声.分析一阶齿谐波引起的振动噪声所在的空间与时间阶次,通过对定子结构优化的方式降低电机的振动噪声.分析定子槽的各种参数对电机气隙磁通密度的影响,并通过回归分析的方式得到其对电机气隙磁密的回归模型,利用优化算法找到最适合定子槽参数.经仿真分析表明优化后的电机气隙磁密得到明显改善,0空间阶次由12倍电磁频率引起的48时间阶次的电磁噪声得到显著降低,证明优化方案的可靠性.

定子齿开槽对六相电机齿槽转矩的影响

针对六相永磁电机齿槽转矩过高引起振动和噪声问题,以一台12槽10极表贴式永磁电机为例,提出一种在定子齿开辅助槽的方法降低齿槽转矩。分析永磁电机齿槽转矩的工作原理,推导出齿槽转矩与开槽结构的解析关系;对定子齿开槽方法进行设计,进一步对辅助槽位置、数量和尺寸进行分析和优化;对开槽前后电机进行有限元仿真分析,并与初始电机进行性能对比。结果表明:定子齿开辅助槽对于抑制齿槽转矩有着显著作用,最大可减小约91.8%。结果验证了该方法的可行性和有效性。

新型两自由度定子永磁球形混合式步进电机结构及性能分析

多自由度电机有望广泛应用于机器人和机器手等多运动自由度系统中。当前虽然有多种样机原型,但大多数都在实验室研究测试阶段,且电机机械机构、控制系统复杂,生产制造难度高,体积较大的同时材料利用率低。为了推进电机产品化进程和实际应用,提出一种新型定子永磁球形两自由度混合式步进电机。详细介绍电机结构及运行原理;建立电机齿层归一化分析模型,对电机空载和负载性能进行归一化分析,所得结论对于该类电机分析具有通用性;最后,设计一台整体外径为50 mm的新型定子永磁球形两自由度混合式步进电机样机,通过有限元仿真、与同规格转子永磁型两自由度混合式步进电机性能比较,验证了该新型电机性能的优越性,以及齿层归一化分析方法的可行性。

基于定子齿削角的近极槽永磁同步电机振动噪声削弱方法

对于近极槽永磁同步电机而言,其振动噪声特性具有许多的特殊性。本文首先分析了分数槽永磁同步电机在定子齿削角时永磁体产生的气隙磁通密度分布表达式,然后利用所推导的解析表达式计算了在不同齿削角度情况下的各次谐波幅值,最后分别应用有限元法与解析公式计算分析了齿削角方法对电机振动噪声所带来的影响。结果表明,对定子应用齿削角的方法可有效降低近极槽表贴式永磁同步电机的振动噪声。

基于软磁复合材料的轴向磁通永磁电机设计与分析

软磁复合材料(SMC)具有低涡流损耗、各向同性、材料易加工等优点,同时也有高磁滞损耗、低磁导率、低机械强度等缺点。采用SMC材料设计了一款轴向磁通永磁同步电机,为弥补SMC材料磁导率低导致电机转矩密度低的缺点,提出了一种齿部扩张的定子结构提高电机的转矩密度;采用有限元方法对本文提出的结构进行了仿真计算,并与传统的硅钢片电机进行性能的综合比较。研究结果表明,SMC轴向磁通电机具较好的性能和较高的转矩密度。

交流电机空子分数槽绕组的谐波磁势问题

本文集中讨论交流绕组的谐波磁势问题，并强调若干需要明确的概念，包括分数槽绕组谐波磁势的次数、分数槽绕组的齿谐波磁势、谐波磁势的绕组系数以及谐波磁势的影响等等，这将有助于全面了解谐波磁势和分数槽绕组的作用。本文还介绍了谐波磁势的计算实例。

混合永磁记忆电机齿槽转矩的抑制

在分析齿槽转矩产生的原理基础上,以8极48槽内置式混合永磁记忆电机为例,利用有限元方法分析了定子齿开槽法、定子齿开反槽方法对电机齿槽转矩的影响,并提出了定子齿开反槽与转子开孔结合的方法。有限元仿真表明,定子齿开反槽与转子开孔结合法可以明显地削弱内置式混合永磁记忆电机的齿槽转矩。

大型水轮发电机定子铁芯阶梯片松动断齿分析与处理

根据水布垭电厂发电机定子铁芯的结构以及铁芯松动断齿的部位,分析导致铁芯松动的原因,并针对性地提出了可行的处理方法,在条件受限的情况下运用处理前后EL-CID铁损试验数据对比,验证了处理方法具有较好的效果。若条件允许,建议启动定子铁芯改造计划,以解决压指中心偏移、加工不平等问题,并优化齿压板、改进端部阶梯片粘接及定子铁芯拉紧方式及工艺,彻底消除该隐患。

滚锥齿超环面行星传动零件的三维建模

通过对滚锥齿超环面行星蜗杆传动中,行星轮、蜗杆和定子的坐标分析,得到了各零件的建模曲线方程。在此基础上,利用VB编程语言及Solidworks软件对其三零件完成了三维实体参数化建模。

不同定子模块化结构对分数槽永磁电机性能的影响

在分数槽集中绕组(FSCW)永磁电机的基础上进行了定子模块化改造,设计了四种不同的定子模块化结构,包括非隔磁类(T型、齿轭分离型)、隔磁类(E型、C型),以及缠绕齿和非缠绕齿不同时带齿尖的两种新型齿尖结构。建立相应的有限元电机模型,研究探讨了定子模块化类型与齿尖结构对FSCW永磁电机性能的影响。仿真结果表明模块化结构永磁电机选取合适的定子间隙可降低齿槽转矩。12槽10极电机采用的缠绕齿带齿尖结构可提高电机性能。

大型汽轮发电机非全相运行磁密分析

针对非全相运行工况,以一台1 407 MVA核电汽轮发电机为例,建立了单机无穷大系统动态分析的场-路-网耦合时步有限元模型,分析计算了发电机额定并网运行时变压器高压侧一相断开和两相断开的非全相运行工况下,汽轮发电机定转子齿部磁密分布情况及其规律,并将其与正常负载运行时汽轮发电机定转子齿部磁密分布情况及其规律作对比。最后,提取气隙磁场密度并分析其变化规律,结果表明非全相运行后,并且除基波最大值下降外其他各次谐波最大值都增大,气隙磁密畸变较为严重。该研究为大型汽轮发电机设计与制造、安装和维修、运行与操作等工程实践提供基础理论参考。

基于定子齿齿肩削角的内置永磁电机齿槽转矩削弱方法

为削弱电动汽车用内置式永磁同步电机的齿槽转矩,提出了一种定子齿齿肩削角的方法。建立定子齿齿肩削角前后的气隙长度等效模型,推导有效气隙长度分布函数,分析定子齿齿肩削角降低气隙磁密低次谐波幅值,削弱齿槽转矩的机理;以三相8极36槽内置式永磁同步电机为例,利用有限元法对定子齿齿肩削角的不同形状和尺寸进行仿真分析,获得最优参数匹配。结果表明,定子齿齿肩椭圆形削角有效降低了气隙磁密谐波幅值,提高了电机反电势波形正弦性,削弱了齿槽转矩;优化后的电机齿槽转矩的峰值降低了77.2%,反电动势的9,13,15,17,19和21次谐波幅值明显下降,电机的输出品质显著提高。所提方法通过改变气隙长度分布函数,减小了气隙磁密特定谐波,可有效削弱永磁电机的齿槽转矩,为同类型电机齿槽转矩的优化提供参考。

篦齿封严流动及其对压气机静子性能的影响

为研究工程上广泛采用的3平齿型篦齿封严泄漏流动,以1台多级压气机第3级静子为例,利用数值模拟技术进行了计算分析。结果表明:篦齿封严间隙与泄漏流量成线性正比关系,但对静子流通能力和总压损失等的影响不是线性的;篦齿封严泄漏导致静子端壁区流动产生角区分离,并催生强的二次流动,是静子封严泄漏能够影响主流大范围流动的内在机制。为此提出将篦齿封严间隙控制在1%叶高左右的建议,以将篦齿封严泄漏对压气机静子的影响控制在可接受的范围之内。

大功率九相变频异步电机通风系统热流耦合仿真分析

为了有效解决大功率低速异步电机通风散热难题,基于热流耦合仿真分析计算方法,以1台2 800 k W、8极九相变频异步电机为例,系统分析了顶吸式强迫风冷电机内定子齿压板宽度距离对电机内风量分配、绕组温升分布以及内部风阻特性的影响,并筛选了匹配方案;同时,对比分析了九相减薄绝缘结构与三相高压绝缘结构的换热性能。最后,进行了电机的温升试验测试,温度场计算值与试验结果基本吻合,验证了基于热流耦合仿真分析计算的准确性和有效性。

一种优化定子齿抑制PMSM转矩脉动方法

针对永磁同步伺服电机转矩脉动直接影响轻工设备伺服系统的控制精度的问题,课题组提出了一种优化电机定子齿冠的方法来抑制电机转矩脉动。基于不等气隙长度的思想,该方法的宗旨是保持定子齿冠中间部分对应的气隙长度不变,而齿冠对称轴两边的气隙变长,通过合理选择电机定子齿冠的形状能够抑制电机转矩脉动。使用有限元软件搭建12槽8极永磁同步伺服电机样机进行仿真计算,通过对定子齿进行优化,电机电磁转矩脉动和齿槽转矩得到了抑制。研究表明采用课题组提出的方法能够优化电机转矩脉动,对设计高性能电机具有参考意义。

基于Maxwell软件对驱动电机定子齿结构优化分析

对一款驱动电机定子齿顶结构进行优化,以降低电机本体的空径向气隙磁通密度、径向磁拉力,并对其进行傅立叶分析,其径向气隙磁通密度、磁拉力谐波幅值、峰峰值均有不同程度的降幅,电机径向磁拉力减小,电机本体负载扭矩波动幅度降低。实验表明,通过对电机定子齿顶结构进行优化,可降低纯电动汽车的噪音。

潜水泵开关磁阻电机结构设计与优化

以三相6/4开关磁阻电机为例,首先基于Ansoft有限元分析软件提出线性参数化设计优化流程,结合潜水泵体积小、气隙大、电压等级低、可靠性要求高的特点,设计一台30W的潜水泵开关磁阻电机模型。然后,在电机部分参数受限下,探讨电机结构参数和开通角、关断角对电机输出转矩和效率的影响,得出一般性设计参考和优化模型。最后,在此基础上,定子采用T型齿,并探究其尺寸参数对电机性能的影响,通过有限元法验证采用T型定子齿的6/4极潜水泵用开关磁阻电机的优化设计。

60MW水轮发电机改造定子铁心装配工艺研究

对富春江5#机定子改造时定子铁心装配过程中存在的一些技术难点进行分析,并通过对机组整体结构的研究,提出一些切实可行的技术,保证了定子铁心的安装质量。

新型双转子磁通切换电机的设计及转矩特性的研究

磁通切换电机具有功率密度高、转矩密度大等优点,并且具有较宽的调速范围,在混合动力汽车上受到广泛应用。针对混合动力汽车需要电动机提供较大出力的需求,本文设计了一台新型双转子磁通切换电机,并采用有限元仿真进行了验证,结果表明该电机的输出转矩比传统的磁通切换电机提高了10%。最后通过优化定子齿的结构来削弱齿槽转矩,并取得了很好的效果。