少稀土组合磁极Halbach永磁同步电机优化设计

针对稀土永磁同步电机(PMSM)对稀土永磁材料依赖性大的问题,提出一种少稀土组合磁极Halbach PMSM,永磁体采用Halbach充磁方式。阐述了该电机新型转子的磁钢结构,其中主磁极由双层永磁体组成,上层磁钢为钕铁硼永磁材料,下层磁钢为铁氧体永磁材料,辅磁极磁钢也为铁氧体永磁材料。以电磁转矩、转矩脉动和齿槽转矩为优化标准,对电机每极永磁体块数、充磁角度、永磁体材料和永磁体厚度等电机参数进行优化。采用定子斜槽结构降低齿槽转矩。优化后的少稀土组合磁极PMSM在保证转矩性能的情况下,减少了永磁体用量,降低了电机成本。最后通过有限元法分析该电机在空载和额定负载下的特性,验证了该电机设计的合理性。

少稀土组合磁极Halbach永磁同步电机性能和材料成本研究

稀土永磁同步电机性能优越,但稀土永磁材料价格昂贵导致电机成本增加。因此,提出了一种新型少稀土永磁同步电机,其永磁体采用组合磁极Halbach结构。分析了少稀土组合磁极永磁同步电机的结构特点,并在此基础上,提出了少稀土T型、HAT型和LREH型三种组合磁极Halbach永磁同步电机拓扑结构。从电机空载反电动势、空载齿槽转矩和额定负载电磁转矩等方面分析了三种拓扑结构少稀土永磁同步电机,并与稀土永磁同步电机进行对比分析。在等转矩条件下研究了钕铁硼和铁氧体两种永磁体厚度对少稀土组合磁极永磁同步电机材料成本的影响。对比分析了稀土永磁同步电机和三种少稀土永磁同步电机的材料成本。有限元仿真结果表明LREH型少稀土组合磁极Halbach永磁同步电机具有更好的转矩性能和更低的材料成本。

用碳酸钠沉淀法制备少钕碳酸稀土试验研究

研究了用碳酸钠沉淀氯化稀土料液制备少钕碳酸稀土,考察了料液中稀土质量浓度、沉淀温度、沉淀时间、水洗温度、水洗时间对少钕碳酸稀土粒度、稀土和氯含量的影响。结果表明:最佳制备工艺条件为料液中稀土质量浓度180 g/L,沉淀温度55℃,沉淀时间270 min,水洗温度55℃,水洗时间45 min;此条件下制备的少钕碳酸稀土为层状堆叠的片状晶体,稀土质量分数>45%,氯质量分数<0.043%,中值粒径D_(50)为29.28μm,粒度分布较为集中。该法成本低,无氨氮污染,通过控制沉淀工艺参数可获得满足市场需求的少钕碳酸稀土产品。

新能源汽车用少稀土/无稀土盘式电机方案研究

少稀土/无稀土盘式电机产业化应用,是实现高效、节能的电机行业发展趋势,其中提高永磁体性能、减少或避免永磁材料的使用已成为现今电机技术方案的热点之一。该方案分析少稀土/无稀土盘式电机的3条路径实施方案,使永磁驱动电机中稀土材料的用量(含轻、重稀土元素)较现有永磁径向电机减少50%,且峰值转矩密度较永磁径向电机提升100%、无稀土盘式电机转矩密度与现有径向电机产品相当,从而降低盘式电机对稀土的依赖,实现技术的迭代。

低氯根晶型少钕碳酸稀土研究

在不同的工艺条件下能生产出晶型型貌不同的少钕碳酸稀土。在适宜条件下可以生产出氯根含量较低、晶型晶貌为珠菊状的少钕碳酸稀土，可满足客户要求。

基于谐振补偿策略的少稀土类齿轭磁势互补型双凸极永磁电机的驱动控制研究

该文以少稀土齿轭磁势互补型双凸极永磁电机为研究对象,提出一种有效的谐振补偿控制策略,以实现转速脉动的抑制和电机驱动性能的提升。首先,对电机空载反电动势和定位力矩进行谐波频谱分析,并根据分析结果,针对电机转矩方程和运动方程的数学模型进行进一步推导。然后,在电机转速脉动呈近似正弦变化特点的基础上,提出一种将PI控制器与谐振控制器相结合的电流调节方法并确定控制系统的改进方案,尽可能地提升转速脉动抑制的效果。在Matlab中搭建基于谐振补偿控制策略的系统仿真模型,并针对补偿策略实施前后的转速脉动特性进行仿真分析。使用加工的原理样机,对仿真分析结果进行相应的实验验证。最后,仿真分析和实验结果均表明,所提出的谐振补偿控制策略可以有效的抑制电机的转速脉动,提升电机运行性能。

基于移相解耦调制的少稀土混合励磁电机驱动性能研究

该文以少稀土混合励磁永磁电机为研究对象,提出一种基于移相解耦调制的平滑扩速控制策略,旨在解决传统开绕组驱动系统中存在的零序电流问题。通过推导移相解耦角对电机开绕组驱动系统运行状况的关系,设计一种积分滑模控制器,从而实现开绕组驱动系统解耦角度的灵活调节,以达到在较小电流零序分量的基础上获得系统平滑的且拓宽的扩速特性。此外,在移相解耦控制策略下,研究开绕组驱动系统任意桥臂的开路故障,通过实施绕组重连,实现电机任意移相解耦角度下的容错运行,且容错运行时系统的扩速范围不受影响。最后,加工少稀土混合励磁永磁电机的原理样机,理论分析与实验测试验证移相解耦调制策略的有效性。

少稀土组合励磁永磁无刷电机设计与分析

基于采用稀土永磁和非稀土永磁组合励磁的磁钢结构,提出了一种并联磁路型的少稀土组合励磁永磁无刷电机。介绍了该电机的拓扑结构及运行原理,并在此基础上结合电机功率尺寸方程和励磁源等效方法,给出了电机的初始设计方法并优化确定了相关的设计参数。利用有限元方法深入分析了电机在空载和额定负载条件下的电磁性能。加工了1台5 k W样机,搭建试验平台进行了相关的试验,结果表明了该电机拓扑结构和优化设计方法的有效性。

基于耦合仿真的少稀土混合永磁电机的性能分析

针对新型少稀土非对称混合永磁同步电机,考虑到不同运行工况下电机实际电磁性能受驱动器以及控制策略的影响,引入场路耦合方法。基于ANSYS Maxwell、Simplorer平台建立了完整的电机本体及驱动控制系统模型,分析计算了全速域内电机的电磁特性及驱动性能,并与MATLAB-Simulink驱动控制仿真结果进行了对比。结果表明因电机电磁特性和驱动控制信息的实时传递,采用场路耦合仿真分析方法的计算结果具有更高的准确性和可信度,为后续该类新型少稀土非对称混合永磁同步电机的进一步系统级优化设计提供了参考。

少稀土非对称永磁电机的分层多目标优化分析

针对传统稀土永磁电机稀土材料用量高、永磁磁场不易调节问题,本文提出了一种少稀土非对称混合永磁电机,采用两种不同永磁材料励磁以降低稀土永磁材料的用量,混合永磁材料的非对称放置结构设计以改善电机的电感性能,提升电机弱磁升速性能。针对该电机相对复杂的结构,提出基于参数敏感度的分层多目标优化设计。对电机进行了参数化建模,建立包含转矩、转矩脉动、反凸极比和铁耗的多优化目标函数。通过参数敏感度分析对众多尺寸参数进行分层筛选,针对主敏感参数采取多目标遗传算法优化,而次敏感参数则采用响应面与多目标自适应优化结合的方法确定电机最优的尺寸参数,并对电机优化前后的电磁性能进行了分析比较,验证了优化方法的可行性,为该类复杂结构电机性能的改善提供了更加丰富的优化设计方法。

X射线荧光光谱无标定量测定稀土矿石中五氧化二磷

利用粉末压片法制备样品,通过在Omnian无标定量分析软件中添加与待测组分相似样品来建立标签,可校正粉末样品可能存在的矿物效应、颗粒效应及制样引进的误差,从而实现X射线荧光光谱法(XRF)对稀土矿物中P2O5的准确测定。通过试验确定了压片制样的最佳制样条件为:样品粒度小于0.074mm、压力为40t、称样量为6.00g和保压时间为30s。对含不同梯度含量P2O5的稀土矿石进行正确度考察,发现以Omnian软件未添加标签而直接测定的P2O5结果差值较大,而Omnian添加标签的分析结果与国家标准方法的分析结果基本吻合;精密度试验表明,P2O5测定结果的相对标准偏差(RSD,n=8)小于3%。无需大量的标样建立校准曲线,能满足稀土矿石含磷量的精确分析要求。

低成本风电烧结钕铁硼工艺研究

为了获得低成本、性能优异的风电烧结钕铁硼产品,针对该类型产品在不同生产批次性能不稳定的问题,进行了无重稀土双合金工艺、多气路靶式制粉、细化晶粒、自动混粉系统、强制搅拌、连续烧结炉等先进工艺及设备研究。通过对全流程关键工艺参数进行优化与固化,在晶界相稳定形成具有高磁晶各向异性场的μ、δ、γ相,稳定生产出50H、52H等高性能产品,生产过程采用智能“一键操作”进行工艺参数实施与监控,大幅降低了生产成本,减少了人为因素对过程控制的干扰,大大提高了产品质量及一致性。