轴向磁通三相感应电机参数计算与建模仿真

主要研究了轴向磁通感应电机(AFIM)电磁参数计算、建模和特性仿真。为解决AFIM三维模型建立与运行所需时间长、运算量大的问题,采用分层模型将实际的三维问题转化为准三维问题。利用解析和有限元方法相结合,求取电机的电磁参数,既提高了计算速度,又保证了计算精度。通过T形等效电路求取电机的稳态特性,利用Simulink模型仿真电机的暂态特性。实例分析证明了所提出方法的可行性和便捷性。仿真结果表明分析方法具有较高的精度。

高速轴向磁通永磁电机环形绕组电感计算

高速轴向磁通永磁电机在小功率发电机组上有潜在应用前景。为消除齿谐波,高速轴向磁通电机一般采用无槽铁心和环形绕组结构。为了研究该绕组的电感,采用磁势法和绕组函数法给出了该绕组的电感解析表达式,能计入绕组基波和谐波对电感的影响。采用有限元方法验证了电感解析解的正确性。给出的结论对高速轴向磁通电机的后续稳态、瞬态分析提供了理论参考。

盘式开关磁阻电机两条关键位置处磁化曲线的解析计算

轴向磁场盘式开关磁阻电机综合了轴向磁场盘式电机和开关磁阻电机的优点,具有重要的应用价值,对这种电机性能的分析和设计是基于其不同转子位置处的磁化曲线。本文以三相6/4极轴向磁场盘式开关磁阻电机为例,采用解析方法,推导得出了该电机定、转子齿中心线对齐位置和定子齿中心线与转子槽中心线对齐位置两个关键位置处的磁化曲线,通过三维有限元方法及实验样机测试,验证了本文给出的解析计算方法的精确性。

轴向磁通三相感应电机的优化设计

提高轴向磁通三相感应电机额定运行时的功率因数、效率、电磁转矩,选取定子槽宽、定子槽口宽、转子槽口宽为变量参数;计算电机的电磁参数,运用T形等效电路求解电机稳态结果,避免三维模型存在建模困难、计算量大以及运行所需时间长等问题。分别采用田口法和响应曲面法对电机进行优化,通过二维有限元法求解电机稳态结果,分析差异原因,验证优化方法的正确性与可行性。

自轴承式双定子实心转子盘式异步飞轮电机设计

自轴承式双定子实心转子盘式异步飞轮电机(DSSRAFIM)具备双定子盘式电机与实心转子异步电机的结构特点,基于其结构特点,研究了该电机的设计方法。为将DSSRAFIM内三维分布的电磁场等效为二维分布,采用了改进的分环法,将其等效为一系列宽度相等、长度递增的双初级钢次级直线电机。通过建立双初级钢次级直线电机模型,分析实心转子厚度、气隙长度等关键尺寸参数对DSSRAFIM运行性能的影响。且分析得到了轴向磁拉力、电磁转矩与定子电流的关系,研究表明该电机除提供稳定转矩外,还能同时提供稳定可控的悬浮力,实现自轴承运行。

双定子实心转子盘式异步飞轮电机新型等效电路模型分析

双定子实心转子盘式异步飞轮电机具有可高速运行、可靠性高、结构简单、成本低等优点,可作为低成本的飞轮储能系统中电动/发电机用。该电机的等效电路模型与参数对于性能分析、推导控制策略至关重要。针对该电机的结构特点,根据实心转子内磁场分布规律,采用分环分层法以及表面阻抗理论推导了一种新型等效电路模型,该新型等效电路模型相比于传统T型等效电路模型,考虑了双定子绕组间耦合关系对性能的影响,具有更高的精确度。设计了一台5kW,7100r/min的原理样机,验证所提新型等效电路模型的正确性与有效性。