永磁同步电机电磁性能仿真及影响因素分析

为进一步探究永磁同步电机不同结构参数对电磁性能的影响,通过使用Maxwell软件设计永磁同步电机,深入分析了电机槽口宽度、气隙长度以及永磁体宽度等结构参数对永磁同步电机电磁性能的影响。仿真结果表明：增加槽口宽度,电机空载气隙磁通密度基波幅值呈增加的态势,空载反电动势基波幅值呈减小趋势,齿槽转矩增加较为明显;增加气隙长度,电机气隙磁通密度基波幅值呈逐步减小趋势,空载反电动势呈减小态势,但减小幅值不大,气隙长度在一定范围内使得齿槽转矩先增加后减小;永磁体宽度的增加使得气隙磁通密度幅值、电机空载反电动势基波幅值以及齿槽转矩均呈增大态势。通过对不同电机结构参数对电磁性能的影响分析,可为设计优化永磁同步电机提供指导意义。     

削弱永磁电机齿槽转矩的方法研究

齿槽转矩的削弱是永磁电机研究的难点和重点。为了有效削弱永磁同步电机的齿槽转矩,文中从直接影响齿槽转矩的斜槽、极弧系数、槽口宽度等相关因素的方面进行分析,在此基础上提出斜槽、极弧系数、槽口宽度的最佳确定方法,进而削弱齿槽转矩。最后利用有限元法进行验证,结果表明,设计的电机能够达到有效削弱齿槽转矩的目的。     

车用永磁直流电动机齿槽转矩优化设计

运用能量法和傅里叶分解法,针对车用永磁直流电动机的齿槽转矩产生机理,推导其齿槽转矩解析式。采用ANSYS Maxwell有限元仿真软件对永磁直流电动机进行二维瞬态磁场分析,通过有限元分析的方法研究不同槽口宽度和不等厚永磁体对永磁直流电动机齿槽转矩的影响。为样机齿槽转矩的优化提供一种合理的槽口宽度和不等厚永磁体组合。结果表明,该优化组合方案可以有效地削弱样机的齿槽转矩。     

基于Motor-CAD的六相容错永磁同步电机仿真设计

为检验六相永磁同步电机的工作性能,对永磁同步电机的结构与特点进行分析,确定了其定转子内外径尺寸、气隙、槽型、轴向长度、极槽数等主要参数;基于Motor-CAD电机仿真软件,对六相容错永磁同步电机进行电磁计算,分析了不同齿宽、槽圆角半径、槽数、永磁体弧长下电机转矩脉动、齿槽转矩的变化,得到了转速为1 500 r/min下的转矩脉动、齿槽转矩、电机最大可能转矩等电机性能指标,并采用螺旋水道水冷方式对电机进行冷却设计,求解出电机各部分的温度数据。通过仿真实验发现,设计的电机符合转矩和温度要求。     

基于Ansoft的永磁同步电动机设计与仿真

根据永磁同步电动机的额定数据,对电机的转子、定子及气隙进行设计计算;然后运用Ansoft软件对所设计的电机进行建模,仿真求解电机在空载和稳态下的感应电动势、齿槽转矩、转矩、感应电流,最后运用仿真结果计算电机的直轴和交轴电感,通过仿真结果校核电机性能是否达标。     

新能源汽车永磁同步驱动电机性能提升分析

通过分析永磁材料磁特性、转子结构形式、电枢绕组方式和控制策略对永磁同步驱动电机性能的影响,选用具有高剩磁感应强度、高内禀矫顽力和高最大磁能积的钕铁硼稀土永磁材料,采用稳态性能好、功率密度高的内嵌永磁钢转子,槽满率高、铜材消耗少、齿槽转矩小的分数槽集中绕组以及直接转矩弱磁扩速控制策略,给出了提升新能源汽车永磁同步驱动电机性能的最优设计方法。     

基于粒子群算法的永磁同步电机噪声的优化

合理选择永磁同步电机的结构参数(磁极厚度、极弧系数、槽深、磁极偏心距、槽口宽度)可以在一定程度上抑制永磁同步电机的噪声。为了优化永磁同步电机的噪声,首先利用正交试验选取一定数量的样本;然后利用支持向量机对噪声进行拟合,得到回归方程;利用具有约束条件(保证足够电机转矩)的粒子群单目标优化算法对回归方程进行寻优,得到优化后的噪声值;最后将优化后的结构参数代入电机模型中对噪声值进行求解,与优化前的噪声值进行对比     

增程式发电机斜槽角度的优化分析

以增程式电机为研究对象,对其定子槽做斜槽处理,分析不同的斜槽角度对于电机的性能、效率和损耗的影响,并通过有限元参数化分析寻求最佳角度。研究结果表明,斜槽能够有效改善电机的电势波形、齿槽转矩,但斜槽角度的选择并非越大越好,角度过大会导致电势下降严重而齿槽转矩也会反弹,应在二分之一槽距角内寻找最佳值。     

低温环境下车用启动电机工作特性仿真与结构优化

建立了永磁同步电机的数学模型,进行了电机的理想空载特性仿真,考察了气隙厚度、永磁体厚度、极弧系数等参数对电机空载特性的影响。采用准牛顿算法对电机的结构参数进行了全局优化,结果表明:当电压不变,温度在30℃到-35℃区间时,随着温度的下降,电机的输出功率、转速、转矩随着电枢电流的增大而增大;当温度不变,电压下降时,电机的输出功率、转速、转矩随着电枢电流的增大而降低;优化后,电机工作效率提高了10%,转速提高了60 r/m in,转矩提高了0.5 N.m,最大功率提高了0.15 kW。     

新型双绕组无轴承磁通切换永磁电机的设计与分析

为了克服传统的转子永磁型无轴承电机的永磁体冷却条件差、散热困难、转子机械强度低等问题,提出了一种新型无轴承磁通切换永磁电机.该电机绕组和永磁体均放在定子上,转子仅由带有凸极的铁心组成,转子结构简单,适合需要1次性转子的人工血液泵的场合.该电机结合了无轴承永磁电机和磁通切换永磁电机的特性,具有悬浮力密度和转矩密度高、悬浮力脉动和转矩脉动低、转矩和悬浮力耦合程度低以及直接方便的悬浮力调节性能等优点.首先介绍了该电机的结构和运行原理,其次建立了电磁转矩和悬浮力的数学模型,以增大转矩密度与悬浮力密度和减小转矩脉动与悬浮力脉动为目标,对该电机的关键尺寸参数进行了优化设计.最后基于有限元法分析了该电机的空载反电动势、转矩、悬浮力以及转矩与悬浮力之间的耦合等电磁性能,验证了该电机的优点.     

基于ANSYS的永磁电机转子冲片结构的优化设计

运用ANSYS的优化设计模块对永磁电机转子冲片隔磁桥附近的结构进行优化设计,采用APDL参数化设计通过拓扑形状优化功能确定冲片优化的初始区域,在此基础上运用尺寸优化功能确定最优的形状尺寸参数,最终结合工程化要求确定转子冲片的施工结构尺寸。电机最后通过最高转速试验表明文章运用的结构优化设计方法切实可行,满足工程化生产要求。     

永磁直驱风电系统PMSG的内模控制策略研究

介绍了PMSG控制策略和内模控制的工作原理。采用内模控制策略设计电机侧PWM变流控制器的速度调节器与电流调节器,使控制器参数直接与电机参数相关联,实现对PMSG的控制。仿真结果显示,采用内模控制具有良好的稳态与动态性能,对输人机械转矩、转速给定等外部条件变化的响应速度快,对电机参数误差具有较强的适应性;内模控制应用于永磁直驱风电系统PMSG的控制,容易获取优化的控制器参数,可以有效提高控制性能。     

基于响应面法的永磁联轴器优化设计

为优化筒式永磁联轴器结构,建立其参数化有限元仿真模型,以增加转矩涡流损耗比为优化目标的响应面法为设计思路,以磁极对数、永磁体厚度、铜套厚度、气隙厚度等主要结构参数为设计变量,通过Design Expert软件中Box-Behnken组合设计方法进行响应面试验设计,利用Ansoft Maxwell有限元分析软件仿真结果确定样本数据,进一步拟合出永磁联轴器优化目标的响应面回归模型,分析模型的有效性并进行优化求解。优化结果表明,结构优化后的永磁联轴器转矩涡流损耗比从0.133 0 N·m/W增加到0.144 8 N·m/W,提升了8.87%,使得永磁联轴器结构得到优化,传动性能得到改进,进一步验证了本文设计方法的有效性和设计结构的合理性。     

永磁式双定子电动机的转矩分析

永磁式双定子电动机的输出转矩和传统的电动机的输出转矩在数值上是相同的,对这种结构的电动机的分析表明,在理想的条件下理,想转矩可以通过合理设计电机获得,经实验还表明,这种结构的电动机还能输出较大的能量。     

混合动力车用轮毂电机转速闭环和转矩闭环仿真的对比

在分析混合动力车用永磁无刷直流电机(BLDCM)的数学模型之后,利用Matlab的Simulink仿真模块对电机建模,分析了转速闭环控制下电机转矩脉动较大的原因,提出转矩闭环控制,减小了转矩脉动.     

开关磁阻电机非线性建模及转子极弧系数优化

选用开关磁阻电机作为四轮独立驱动电动汽车的驱动电机,根据电动汽车的需求,确定开关磁阻电机的设计参数。利用电磁仿真软件Ansoft Maxwell进行分析,得到磁链、电流和转子位置的关系曲线。在MATLAB中建立磁链、电流和转子位置三维查表模块,利用反插值求得电磁转矩。在MATLAB中建立电磁转矩、电流和转子位置三维查表模块。运用机械运动方程和电压平衡方程。在Simulink中搭建开关磁阻电机非线性模型。针对开关磁阻电机转矩波动大的问题,提出通过优化转子极弧系数,降低转矩波动系数。     

不同槽数对永磁电机仿真结果的影响分析

为了研究不同的定子槽数对永磁同步电机(PMSM)性能的影响,通过有限元分析软件AnsoftMaxwell建立了24槽、27槽和36槽的PMSM二维仿真模型,对不同槽数的PMSM的磁通矢量分布、磁力线分布、气隙磁密和齿槽转矩等仿真结果进行了分析比较。结果表明,相对于24槽和36槽,采用27槽的分数槽绕组可改善PMSM的磁场性能并降低齿槽转矩,改善其输出特性。     

基于改进布谷鸟搜索的轴向永磁联轴器模糊优化设计

研究了轴向永磁联轴器的结构优化设计。首先根据层模型理论,以轴向永磁联轴器的关键结构参数(气隙长度、铜盘厚度等)为设计变量,以成本最低、输出转矩最大以及涡流损耗最小3个性能为多优化目标,建立了轴向永磁联轴器的数学优化模型;其次是将混沌搜索和自校正权重引入到布谷鸟搜索方法中,提出了一种改进的布谷鸟搜索方法;然后,利用模糊理论将多目标优化问题转换为单目标问题,并运用改进布谷鸟搜索算法优化求解;最后,对结构参数优化后的轴向永磁联轴器性能进行了ANSYS仿真,而且制作样机并进行了试验测试。仿真和试验结果表明:提出的优化结果优于遗传算法和粒子群优化等方法,与标准模型相比,成本降低了9%,转矩提高了15%,涡流损耗减少了10%。     

基于ANSYS的高速永磁同步电机表贴式转子强度分析

高速永磁电机大多使用的永磁材料为烧结钕铁硼,其机械性能为抗压强度大而抗拉强度非常小,环型永磁体难以承受电机高速旋转情况下因离心力而产生的巨大拉应力。故现在高速永磁电机转子多采用在分瓣式永磁体的外面过盈配合套入高强度非导磁防护套结构。文章针对高速永磁同步电机表贴式转子的几何结构和工作特性,利用ANSYS有限元软件分析一台额定转速为14167r/min、180kW高速永磁电机转子强度,并根据分析结果确定防护套与永磁体间合理的过盈量。     

关于新型横向磁通永磁电机研究的汇总分析

作为电能生产、转换和应用过程中核心部件的电机,在工业经济生产中发挥着举足轻重的作用。随着大功率电气传动技术的发展,迫切需要电机具备低速、高转矩密度、直接驱动的性能。这样的要求在传统电机结构中是不可能实现的,传动电机是通过齿部和定子之间通过磁场相互作用,这样的布局使得槽的宽度与齿部宽度互相制约,不能实现电流和转矩密度的同时增加[1]。只有通过改变结构来解决上述问题,在上世纪80年代,德国科学家提出了新的电机结构,这就是后来的横向磁通永磁电机结构。这为同时提高电机的功率密度和转矩密度提供了结构基础。随着相关技术的发展,许多学者都从材料、理论、模型等各个方面对横向磁通永磁电机进行了研究,本文就相关研究进行汇总,以便为横向磁通永磁电机进一步研究提供基础性参考。