永磁无刷直流电机定子齿部辅助槽对转矩特性的影响分析

推导了齿槽转矩表达式并分析了电机槽极配合对齿槽转矩和转矩波动的影响。基于一款6槽8极的永磁无刷直流电机,研究定子齿顶开槽对齿槽转矩的抑制作用。有限元仿真分析表明,电机齿槽转矩和转矩特性与辅助槽数量和槽口尺寸有较大关系,当定子齿顶开2个辅助槽、槽深0.6 mm槽宽2.0 mm时,齿槽转矩下降了69.1%。样机实测数据验证了有限元分析的结果。

无槽永磁无刷直流电机的优化设计模型研究

无槽永磁无刷直流电机的设计需要考虑损耗、体积、成本等众多的因素。这些因素组合在一起形成最优,是一个包含多变量和多约束的多目标优化问题。传统的优化设计过程一味地追求电机尺寸和能耗最优,忽略了电机的速度要求,一旦考虑速度最优,寻优函数会由于速度和体积、能耗等约束目标之间缺少固定联系,造成模型不收敛,以至当前的设计模型存在较大缺陷。提出多目标粒子群算法对表贴式无槽永磁无刷直流电机进行优化设计模型的优化。首先建立了电机的特性与几何尺寸之间的关系表达式。选取损耗、体积、成本之和最小为目标函数,加入了电压、转矩、速度和其它限制条件作为优化问题的约束条件。利用粒子群对差异多目标优化寻优的处理能力,完成差异目标下的模型优化。仿真以一款电机为例进行了优化设计,说明分析模型和优化方法的过程。优化结果表明,改进的优化方法使电机的效率增加到96%,同时成本减少20%。

永磁无刷直流电机噪声分析

与传统异步电动机相比,永磁无刷直流电机不仅具有高功率因数,较大起动转矩,可靠的运行能力,而且具有控制方式简单,调速性能平滑特点。但是,随着国际市场打开,我国电机产品不能进入国际市场原因之一,就是噪声指标不符合国际要求,因此,加强电机振动与噪声研究已成为当下研究迫切需要,现以永磁无刷直流电机为例,对国内外该电机研究现状进行调查,通过对电机电磁噪声进行解析计算和有限元分析,对比分析极槽配合、极弧因素、永磁体以及定子槽尺寸等因素,得出影响永磁无刷直流电机噪声控制方法。

奇偶数槽对永磁无刷直流电机性能的影响

介绍了永磁无刷直流电机设计过程中绕组形式的确定,并利用Maxwell 2D有限元软件建立电机模型进行处理,从而集中分析了电枢奇偶数槽Z的不同对永磁无刷直流电机性能的影响。结果表明,Z为奇数的Z/p会产生不平衡径向磁拉力,不利于电机的整体性能。

飞轮储能用高速永磁无刷直流电机的设计

基于高效率,减少转矩脉动的设计要求,对电机的设计特点进行了研究,设计出4极6槽结构,1.6k W,35000rpm的飞轮储能用高速永磁无刷直流电机的模型。利用Ansoft电磁场仿真软件RMxprt模块初步确立电机模型,进行基本参数和特性曲线的确定。然后,利用Maxwell 2D模块分别对其磁场分布、额定空载和负载进行有限元分析。结果表明,此电机结构设计合理,具有很强的实用性,为飞轮储能用高速永磁无刷直流电机的进一步分析和基于算法的优化提供了更加可靠的性能参数。

不同充磁方式对无槽无刷永磁直流电机性能的影响

影响无槽永磁直流电机性能的关键因素是气隙磁场的大小及电压、电流和转矩的波形。文章利用有限元软件Ansys分析了三种不同充磁方式对无槽电机性能的影响。得到的规律为将来电机的设计提供了依据。

一种外转子永磁无刷直流电机电枢反应分析

对电动汽车轮毂直接驱动用外转子永磁无刷直流电动机的电枢反应作了详细分析。通过对电枢槽电流分布的傅立叶分析和静态磁场分析,证明了电枢反应对气隙磁密和电磁转矩的影响可忽略不计。故为电机电磁设计时,把空载工作点的磁通近似看作负载工作点的磁通的结论提供了数值依据。

电流型多相永磁无刷直流电机调速系统研究

基于Y-Y移30°电角度的六相永磁无刷直流电机的数学模型,推导了反电动势换流和断流换流的基本原理。针对电流型调速系统的特点,计算出了系统直流母线电感值。最后运用提出的控制方法,在以TMS320F2812为控制器的实验平台上,实现了电流型多相永磁无刷直流电机调速系统稳定可靠运行。

闭口槽结构对永磁无刷电机齿槽转矩削弱研究

齿槽转矩是永磁电机的固有属性,会导致转矩脉动。研究了闭口槽结构对永磁无刷电机齿槽转矩的削弱作用,阐述了闭口槽电机齿槽转矩的解析表达,提供一种闭口槽结构的实现方法。利用ANSYS Maxwell进行有限元分析,对比闭口槽结构电机与开口槽结构电机性能,并研究闭口槽结构桥拱高度对电机齿槽转矩的削弱效果及对电机性能影响。

基于12槽10极永磁电机槽极数及转子磁路结构的研究

不同槽极组合及转子磁路结构对电机的性能和加工过程有直接的影响,不同定子槽数、转子极数和转子磁路结构之间存在多种可能的组合。为了缩小选择空间,缩短设计阶段方案选择的周期,以12槽10极、表贴式转子的分数槽永磁无刷直流电动机作为初始方案,以输出转矩作为设计指标,分别设计并研究了具有不同定子槽数、转子极数和转子磁路结构的多个方案,并利用电磁分析软件Ansoft对各方案进行计算分析,给出不同方案的特点和适用场景。

从电机设计的角度减少高速永磁电机转子损耗

高速永磁无刷直流电机的转子涡流损耗主要是由定子电流的时间和空间谐波以及定子槽开口造成的气隙磁导变化引起的.转子涡流损耗使电机的效率下降并能引起转子永磁体的退磁.从电机设计的角度,采用解析计算和有限元仿真的方法研究了不同的定子结构、槽开口大小以及气隙长度对高速永磁无刷直流电机转子损耗的影响.利用傅里叶变换,得到了分布于定子槽开口处的等效电流片的空间谐波分量,然后采用计及转子集肤深度和涡流磁场影响的解析模型计算高速电机转子损耗,并对解析计算结果通过有限元仿真加以验证.结果表明,3槽集中绕组结构中含有2次、4次等偶次空间谐波分量,该谐波分量在转子中产生大量的涡流损耗.定子结构对高速电机转子涡流损耗影响很大,合理地设计定子结构能够减小转子涡流损耗.

直驱型电动舵机电流环优化设计

针对直驱型电动舵机的特性,采用电流参考波形优化控制法来减小分数槽集中绕组永磁无刷直流电机的转矩脉动,优化设计电流环提高电流响应速度是该方法的关键。为此,建立了分数槽集中绕组永磁无刷直流电机的数学模型,在分析P型电流环和最速电流环控制优缺点的基础上,设计了次速电流环控制器。最后,对系统进行了仿真。仿真结果表明,次速电流环具有调节速度快、抗干扰能力强等优点。

基于模糊神经网络的位置控制器设计

针对传统PID控制方法的不足,提出了一种TSK型模糊神经网络控制器的设计方法,并用于永磁直流无刷电机伺服控制系统的位置控制。该方法中使用了一种TSK型递归模糊神经网络,可同时动态在线进行结构学习和参数学习,以提高位置控制静态精度和动态跟踪性能,仿真结果表明,所设计的TSK型模糊神经网络位置控制器响应速度快,跟踪性能好,输出精度高,动、静态特性优于传统PID。