The use of permanent magnet motor for Tesla electric vehicle stimulates the demand for rare earth Nd

On March 13th,Reuters reported that the long run version of Tesla Model 3 will use permanent magnet motors.One of the materials for this type of motor is rare earth metal neodymium,which will further increase the supply pressure of neodymium.Governments around the world are committed to reducing the harmful emissions produced by fossil fuel cars,pushing up demand for electric vehicles

表贴式高速永磁同步电机失磁故障及磁体选区渗重稀土研究

针对表贴式高速永磁同步电机永磁体在受到高温、强退磁磁场等因素影响易产生局部不可逆失磁故障问题,本文基于有限元分析方法,分别建立了一台24 kW表贴式高速永磁同步电机的二维和三维仿真计算模型,在计及该电机在各类不同的退磁因素作用下,确定了电机磁体发生局部不可逆失磁故障的位置,并预测了磁体的进一步失磁扩散趋势。对比了电机在有无失磁故障情况下的空载气隙磁密和反电动势,并研究磁体不可逆失磁故障对电机运行的影响。由于永磁体易在部分区域发生不可逆失磁,故本文将磁体材料更换为较低牌号,并运用选区渗重稀土技术改善易失磁区域材料特性来提升磁体整体抗失磁能力。在此基础上,探究了更为合理的重稀土渗入区域及渗入梯度,从而保证在不失电机性能的前提下,实现了重稀土元素的极限应用,为表贴式永磁电机磁体选区渗重稀土技术提供了参考。

电动汽车用永磁同步电机失磁机理与选区渗重稀土研究

由于电动汽车用永磁同步电机(PMSM)具有高功率密度的设计要求,使得磁钢更易受到电磁以及高温影响致使出现不可逆失磁,为此常在磁钢制备时加入大量镝、铽等贵重稀土元素,但该方法使得磁钢材料价格激增。本文以一台“三角”型内置式永磁同步电机为研究对象,分别研究了温度、电枢电流大小以及弱磁角这三个因素对电机磁钢的失磁特性影响,进而确定磁钢的易失磁位置及失磁扩散规律。在此基础上,通过将电机磁钢材料的牌号更改为较低的牌号,并提出合理的选区渗重稀土设计方案,实现了在不损失电机性能的情况下,减少重稀土元素用量的目的。最后,提出一种适用于计算选区渗重稀土设计方案中最大内禀矫顽力提升倍数的方法,可为电动汽车用永磁同步电机磁钢减重稀土研发设计提供参考。

稀土永磁同步电机的轻量化技术分析

阐述稀土永磁同步电机的优点,它是一种采用稀土永磁材料作为励磁的同步电机,具有无滑差、高效率、高功率因数等。探讨稀土永磁同步电机的拓扑结构设计和优化、稀土永磁同步电机机壳以及支撑架的结构优化。介绍稀土永磁同步电机集成化的特点。

稀土永磁电机鲁棒直接转速预测控制方法研究

针对稀土永磁同步电机直接转速控制中,因未建模扰动而导致转速性能差的问题,提出一种基于扩张状态观测器的鲁棒直接转速预测控制方法,推导了稀土永磁同步电机的超局域数学模型,设计了多个扩张状态观测器,观测了系统的未建模扰动和参数时变扰动,提高了控制器鲁棒性以及对负载扰动的响应速度。最后,通过搭建基于表贴式永磁同步电机的驱动系统,验证了所提控制策略的有效性。

新型材料结构无轴承永磁电机输出特性影响分析

针对目前大部分无轴承永磁电机的转子材料和结构性能较差导致电机输出特性不优的问题,本文提出了一种新型的无轴承永磁电机转子材料与转子组合。一方面,研究不同材料(铁氧体、铝镍钴、稀土钕铁硼)对转矩密度、功率密度、效率等方面的影响,确定出能使电机性能最优的材料。另一方面,设计了一种新型的永磁转子结构,并采用ANSYS对包括永磁转子结构在内的三种结构进行电磁有限元分析。结果表明,本文设计的新型材料、结构可以显著提高无轴承永磁电机的悬浮性能,新型Halbach阵列转子结构性能最优,且进一步提高了工作效率和永磁体利用率,这为无轴承永磁电机的结构优化和性能提升提供了空间。

基于混合隶属度模糊PID的EGTS电机监控实验平台

针对A320飞机电动绿色滑行系统电机的快速精准、稳定运行及转速监测实验测试问题,设计了EGTS电机监控实验平台,基于飞升曲线,采用实验方法,建立稀土永磁直流电机驱动控制系统仿真数学模型。借助Matlab/Simulink平台,与传统PID控制算法对比,提出用混合隶属度模糊PID控制算法,实现EGTS电机闭环运行调速控制系统仿真。设计分压电路、信号调理电路、继电器逻辑控制电路及电气监控面板,在可编程逻辑控制器中实现混合隶属度模糊PID算法。以Kingview软件为平台,设计上位机监控显示界面,通过RS485通信方式,与下位机PLC互联,初步搭建了集系统状态监测,运动控制及上/下位机独立控制于一体的EGTS电机模拟监控实验平台。通过EGTS电机模拟监控测试实验,验证了控制算法及系统软、硬件设计的合理性。

稀土永磁电机在矿产机电设备方面的应用展望

矿产开采过程当中会使用到不同类型的机电设备,在矿产机电设备驱动中应用稀土永磁电机,提高了生产效率和安全性。机电设备搭载永磁电机,在运行中的高效节能的优势得以发挥,利于永磁电机的技术推广和应用,特别是高耗能电机老旧的矿产企业。对矿产机电设备驱动的升级改造,既能落实节能减碳工作,完成减碳任务,又能为企业带来降本增效的直接经济效益。

高空飞艇螺旋桨驱动电机分析

高空飞艇的一些概念设计中采用电动机驱动螺旋桨的电推进系统,对该系统中电动机的关键技术进行分析,为高空飞艇螺旋桨驱动电机的研制提供参考。针对高空飞艇的电源和不同电动机的特点,分析了螺旋桨驱动电机应首选稀土永磁无刷直流电动机。根据高空飞艇对螺旋桨的推力要求,分析了满足螺旋桨驱动需求的驱动电机的额定参数确定。结合高空环境的特点,从材料选择、轴承润滑和电机温升等方面对驱动电动机的高空适应性设计进行了探讨。稀土永磁无刷直流电动机驱动螺旋桨的地面试验表明所设计的电动机样机具有高效率,能够满足螺旋桨驱动需求。

稀土永磁材料在永磁电机中的应用

简要叙述了稀土永磁材料对永磁电机发展的影响和在永磁电机应用中反映出的一些问题,重点介绍了低镝磁体和铈磁体在电机中的应用。在保证电机中永磁体磁性能的前提下,不仅大大降低了电机的成本,而且耐蚀性也有所改善,在永磁电机未来发展应用中存在巨大前景。

磁通记忆式双凸极非稀土永磁电机单相断路下容错控制策略研究

提出了一种磁通记忆式双凸极非稀土永磁电机(doubly salient permanent magnet motor with non-rare-earth flux memory,FM-DSPM),采用了可在线调节永磁体磁化强度和工作点的磁化绕组,为电机的可靠运行以及容错能力增添了新的自由度。针对该类电机最常见的单相断路故障,提出了电枢磁场重构容错控制策略,即通过改变电机的励磁磁动势与电枢磁动势,来实现单相故障下的容错运行。通过仿真研究对比分析了该控制策略中的两种方案:单一电枢磁场重构容错控制、增磁无刷直流(brushless DC,BLDC)容错控制。两种方案均可在单相故障时,实现磁场重构,进而获得近似相等的转矩和容错运行能力。最后通过实验研究,验证了所提容错控制方法的正确性和可靠性。

自起动稀土永磁电机断相运行时步有限元分析

为了研究自起动稀土永磁电动机断相后的运行特性,建立了断相运行的场—路—运动直接耦合时步有限元模型。以一台22 kW永磁电机为例,分析了其在30%和50%额定负载下断相前后的定子电流、转矩波动及损耗情况。计算结果表明,在负载转矩保持不变的条件下,断相后定子电流接近断相前的2倍,转矩发生大幅度波动,而总损耗分别增加32%和84%。因此,从减小损耗与转矩波动两方面考虑,自起动稀土永磁电机即使轻载工况下也应尽量避免断相运行。实测数据验证了计算结果的正确性。

高精度直流永磁测速发电机输出纹波误差分析

对一台纹波精度达 0 .1%的稀土永磁直流发电机的纹波误差产生机理进行了定性的分析与计算 ,并论述了纹波误差的组成 .经过分析得出 ,纹波误差主要由原理性因素和工艺性因素引起 .原理性因素包括绕组离散分布、齿槽效应、极宽和槽数的配合、磁场波形 ;工艺性因素包括气隙偏摆、磁钢充磁及装配偏差、导体分度偏差、电刷工艺性偏差和电刷噪音 .计算表明 ,众多因素中 。

基于高性能微控制器的超低速稀土永磁交流伺服系统

阐述了以软件伺服为控制策略的基于高性能微控制器的新型全数字高精度超低速稀土永磁交流伺服系统的工作原理、设计特点、系统构成和功能实现。研制成功的伺服系统实测结果表明系统具有很高的精度 (0 .0 5°)和优越的超低速 (1 .2°/ min)

稀土永磁同步电机优化设计分析

该文系统全面地研究异步起动稀土永磁同步电动机优化设计方法 ,包括电机主要结构尺寸的确定原则 ,电路参数的计算方法和电机起动性能的计算方法等。以此为基础 ,通过对各种计算方法的对比 。

稀土永磁材料及其在直线电机中的应用展望

介绍了稀土永磁材料的发展、磁性能及其在直线电机中的应用，指出稀土永磁直线电机将成为直线电机的一个重要发展方向。

稀土永磁多极磁环的制备及其应用

介绍了稀土永磁多极磁环的制备及应用,其中重点介绍了多磁极各向异性烧结钕铁硼多极磁环的制备工艺,并对其充磁工艺进行了简单的论述;同时对其应用于无刷直流电动机领域作了相关概述。

抽油机用稀土永磁同步电动机的研制

抽油机常常由三相异步电动机驱动 ,由于抽油机电机负荷率很低 ,造成电机效率低 ,功率因数低 ,电能浪费大。作者研制的稀土永磁同步电动机用于抽油机电机节能 ,文中介绍了节能机理、采取的关键技术和现场试验情况。稀土永磁同步电动机用于抽油机驱动 ,节能效益显著 ,具有广阔的应用前景。

基于单DSP的多电机控制系统

随着DSP技术及芯片业的迅速发展,DSP的价格越来越低,性能越来越高,其应用也更多地渗透到民用领域当中。介绍一种无刷电机控制系统,此系统将近年来发展迅速的无刷直流电机与DSP控制技术相结合,只采用一片DSP控制器实现对2台稀土永磁无刷直流电机的控制,具有成本低、性能高的特点。主要应用于医疗行业。

共直流母线开绕组的少稀土混合磁材料永磁无刷电机系统零序电流抑制策略

为提高少稀土混合磁材料永磁无刷电机的功率密度和转矩输出能力,采用了新型共直流母线开绕组的逆变器拓扑结构。该结构会在电机绕组内产生零序电流,一定程度上影响了电机的运行效率和稳定性。为此,提出了一种解耦空间矢量脉宽调制法,有效提高了电机端电压利用率。对共直流母线情况下共模电压和零序反电动势均会导致3、9次电流谐波的问题,采用了具有针对性的重复控制器对零序电流进行闭环控制,在简化控制系统结构的同时,有效地解决了共模电压和零序反电动势的影响。最后,通过试验验证了所提方法的正确性和可靠性。