梯形永磁体盘式无铁心电机的设计与研究

针对永磁盘式无铁心同步电机的轴向磁场结构,在现有Halbach永磁阵列的基础上,提出一种梯形结构永磁体阵列。详细阐述该电机的结构与优点,利用有限元方法研究了不同梯形结构永磁体阵列对气隙磁密的影响,根据气隙磁场中的谐波含量及空载反电势畸变率选取最优转子结构。该结构在保证与传统结构永磁体材料用量相当的前提下,有效提高气隙磁密的基波,降低谐波含量。由于轴向磁场结构的特殊性,给出该电机的设计规则,如磁极尺寸和导体占空比的确定。计算了电机在负载工况下不同定子电流对交直轴电感的影响,为该类电机的设计提供了一定的参考价值。

轴向磁场无铁心无刷永磁盘式电机的设计

介绍了轮用轴向磁场无铁心无刷永磁盘式电机的结构形式 ,探讨了这种新电机的设计特点 ,重点解决了电机主要尺寸确定和磁路分析计算问题 。

Halbach阵列用于盘式无铁心永磁同步电动机的结构仿真研究

介绍了一种新型Halbach永磁体阵列的基本形式、特点及其在盘式无铁心永磁同步电动机中的应用,并利用FEM对该型电动机中的Halbach永磁体阵列的最佳结构及特点进行了仿真分析。说明样机电动势接近正弦,损耗降低,效率提高。

盘式无铁心永磁同步电机矢量控制技术分析

盘式无铁心永磁同步电机的定、转子均为无铁心结构,在同等输出功率和转矩条件下,电机重量较轻,并具有过载能力强、无齿槽转矩、气隙磁场分布正弦性好、电枢反应小、参数线性等优点。作为电动机应用时,特别适合对电机体积有特殊要求且低速性能好、响应速度快、过载能力强的场合。同样,因为无铁心结构,电机定子绕组电感很小,很小的电感导致通以绕组内的电流不连续,从而产生电磁转矩脉动。该文提出一种电机外部串电感的方法,增大定子绕组回路的电感值,设计了基于转子磁场定向的盘式无铁心永磁同步电机调速驱动系统。仿真和实验结果证实了控制方法的有效性,电机转速平稳且无静差,超调量小;能够获得较大启动转矩,响应速度快。

稀土永磁电机正进入大发展的新时期

稀土永磁电机作为节能减排、绿色能源及信息化等领域的发展焦点已成为众人研究的对象.针对永磁风力发电机、超高效永磁同步电动机、交流永磁伺服电动机和特种永磁电机等已研究电机进行介绍和分析,列出各自的特点及适用场合,给出其与传统电机的性能对比结果.由于用户对电机性能的要求日益增高,电机结构日益新颖多样,因此,增加了设计及研究的复杂性.通过多耦合系统、多学科知识的整合,永磁电机的性能得到了进一步的优化,并且将会得到更大的发展.

多盘式无铁心永磁电机参数设计与电磁仿真

当前无人机广泛采用的单层盘式电机因其定转子之间存在单边磁拉力,使得轴承寿命短且存在转矩小、过载能力差、效率低等问题。为此,设计了塑料结构多盘式无铁心永磁同步电机,其机械结构由塑料材料制成。采用多气隙结构增大转矩输出能力,无铁心结构提高效率,由塑料材料制成的电机结构具有较高的热特性和力学特性,可进一步增加转矩密度,适合无人机使用。根据无人机的实际需求,对三转子双定子MCPMM的结构参数进行设计,基于有限元方法,建立电机三维有限元模型进行电磁性能仿真。仿真结果表明:三转子双定子MCPMM在空载运行时,磁链为0.022 Wb,反电势为42.1 V;在额定运行时,额定转矩为5.3 N·m,额定输出功率为2 000 W,电机效率为89.2%,符合设计要求。

PCB定子无铁心盘式电机绕组结构设计与优化

为改善盘式定子无铁心电机空载反电动势波形的正弦性和降低反电动势的高次谐波,本文提出了一种PCB绕组盘串联叠加的定子结构,且叠加的定子绕组盘之间具有角度差。首先采用理论的方法得到了电机绕组的基波和谐波反电动势有效值的解析式,并建立了电机绕组结构的优化模型以确定叠加绕组盘间角度差的范围。通过三维有限元分析,确定了最佳角度差。最后对样机进行空载反电动势实验,可以发现实验结果与仿真结果基本吻合,证明了本文提出的定子结构对提高电机反电动势正弦性的有效性。

无铁心盘式PMSM损耗和温度研究

为保证导弹舵机用无铁心盘式永磁同步电机(PMSM)安全工作,需要充分了解其各种损耗和温度状况。首先根据导弹舵机的性能指标设计电机基本结构,然后利用JMAG-Designer软件计算电机在负载情况下的焦耳损耗、铁损和涡流损耗,最后对电机的温度场进行3D有限元分析。研究结果表明,在额定功率下,该电机的温升符合导弹舵机的性能要求。研究结果可为导弹舵机的研制和使用提供理论参考。

轮毂多盘式无铁心永磁同步电机永磁体结构优化

将不等厚排列技术与90°Halbach阵列以及不等宽排列技术相结合应用到两个外转子磁钢分析,中间盘采用普通磁钢排列,通过改变磁钢排列的厚度及宽度,来进一步提高多盘式无铁心永磁同步电机气隙磁密的基波幅值和波形的正弦性,从而提高电机性能。对16极盘式永磁同步电机进行仿真建模,将"不等宽排列技术+90°Halbach阵列"模型以及其优化模型"不等厚排列技术+90°Halbach阵列+不等宽排列技术"进行静态气隙磁场对比分析。仿真数据表明,"不等厚排列技术+90°Halbach阵列+不等宽排列技术"使得周向磁密波形和切向磁密波形都大为改善,磁场波形更接近于正弦分布特征,其中周向磁密波形畸变率改善了67.02%,气隙周向磁密幅值提高了8.15%。

无铁心盘式永磁无刷直流电机的三维电磁场分析

盘式永磁无刷直流电机具有较高的转矩—惯量比和功率密度。介绍一种24对极无铁心盘式无刷直流电机,对其运行原理和电磁设计进行分析。考虑到盘式永磁无刷直流电机磁场分布的特点,利用Ansoft Maxwell 3D软件分析了一对极下气隙中的磁通密度的分布,计算定转子的受力情况,其结果为进一步优化设计方案提供理论参考。

基于buck变换器调制的盘式无铁心无刷直流电机矢量控制研究

为了改善盘式无铁心无刷直流电机转矩脉动较大的问题,同时又考虑到无铁心电机电枢电感小的特征,提出了一种基于buck变换器调制的矢量控制策略。在Matlab/Simulink中分别搭建未加入buck变换器的矢量控制模型和加入buck变换器的矢量控制仿真模型,通过对电磁转矩的波形进行分析对比,结果表明,在矢量控制系统中加入buck变换器能有效减小电磁转矩脉动,证明了该控制策略的可行性。

一种新型电传动电动汽车的研究设想

利用中频电机的特性,把单台发电机供电给单台电动机时,可以直接改变发电机的输出频率来改变电动机的转速的理论,应用到电传动汽车设计上来变频节能,通过控制原动机转速,带动无须稳压装置的稀土永磁无铁芯盘式三相交流发电机发电,发电机输出电压、频率与原动机转速成正比变化,输出特性较变频器更好,直接供电给中频电动机来实时驱动车辆,制作实验模型,录取实验数据,其结果表明,该装置符合设计原理,改善电传动车辆的缺陷,能广泛应用到所有道路车辆上,同时为专用电机设计提供新的思路。