简介:分析了轴向分段式外永磁转子高速爪极电机的特殊结构及运行原理。由于研究对象的磁路具有非对称性,为了得到更加准确的仿真结果,在Maxwell3D平台中按照样机的实际参数,建立了研究对象的3D模型;为实现驱动电机的目标,并考虑到电机在运行时,电机本体与控制电路产生的场路耦合效应,在Simplorer中搭建了电机的控制系统模型,对电机进行Maxwell&Simplorer联合仿真并采用了无位置传感器的控制策略,控制电路包括逆变电路和换相电路以及双闭环的控制电路。从仿真结果可知,该控制系统模型可以使电机稳定运行,并且有良好的起动性能。本文的研究工作对轴向分段式外永磁转子高速爪极电机控制系统的设计与优化,及联合仿真的研究工作,具有一定的参考价值。
简介:双层气隙圆筒型永磁直线发电机采用双层定子结构,与传统单层结构相比,结构更加紧凑,具有更高的功率密度和空间利用率。但同时双定子结构导致其推力波动较大,内层结构的散热受限导致其内部温升过高。对此本文基于电磁温度场耦合的有限元分析方法,对内层结构和内外层电流配置比例进行了改进,并在此基础上,针对该电机的双定子结构,提出了移相式定子铁心长度改变法和内外结构错位法优化电机的推力波动。研究结果表明,新的优化结构在保持发电机功率密度的基础上,有效降低了电机的温升和推力波动。
简介:针对绕组开放式永磁发电机结合逆变器一整流桥拓扑构成的新型发电系统中由于整流桥的存在导致的发电机绕组中存在较多谐波含量的问题,分析了系统中电机绕组电流谐波的产生原因及其组成部分,根据整流桥输入电压矢量与电流状态的对应关系,对逆变器和整流桥的电压空间矢量进行合成,提出了一种基于整流桥电压空间矢量补偿的新型控制策略,消除了整流桥的非线性影响,实现绕组开放式永磁发电机系统的高效率运行。
简介:针对常规瓦形表贴式磁极产生近似矩形的空载气隙磁密,导致感应电势谐波含量较高、转矩脉动大,以及表贴式永磁体在转子装配过程中易磕碰受损等问题,提出一种在瓦片形永磁体表面加装导磁极靴的双曲磁极结构。通过对双曲磁极的空载气隙磁密波形畸变率和齿槽转矩波形的分析,建立双曲磁极结构参数化模型。以齿槽转矩最小化和电磁转矩最大化为优化目标,采用云遗传策略(CGS)优化设计一台表贴式双曲磁极永磁电机,优化结果表明电机的齿槽转矩等各项指标都有所改善。最后,利用有限元仿真方法以及样机测试的方法进行验证,结果均证明了双曲极靴磁极结构及其优化设计方法的正确性。
简介:不均匀气隙结构的异步起动永磁体同步电机是针对普通异步起动永磁川步电机由于气隙磁场谐波复杂而导致的运行过程中转矩脉动大、电磁噪声高等问题提出的,此结构电机的永磁体退磁情况与普通电机有较大不同。本文基于永磁体内各处的磁场矢量基本相同的原则,利用永磁体内部一点的磁密表征整个永磁体在运行过程中磁密的变化,对不均匀气隙结构异步起动永磁体同步电机永磁体工作点展开了理论研究与有限元仿真。分析了影响电机退磁的因素,研究了施加不同负载与转动惯量时永脱体的磁密变化情况,得到电机稳态运行时和起动过程中永磁体工作点的变化规律,提出了获得永磁体磁密最小工作点的研究方法。
简介:高速永磁电机可与负载直接相连,省去了传统的机械增速装置,在工业应用与航空航天等领域得到越来越多的应用。传统高速永磁电机采用内转子结构,为避免永磁体受高速旋转带来的拉应力需要采取特殊的保护措施,由此带来永磁体用量大、气隙磁密偏低、涡流损耗严重等突出问题。高速外永磁转子结构电机则可避免上述问题。本文基于一台3kW、20000r/min的高速外永磁转子爪极电机,对高速外转子爪极电机的电磁方案进行了设计与分析,利用有限元软件验证了电磁设计的合理性;针对高速永磁电机损耗密度大、散热困难等问题,本文设计了轴内水冷系统并建立了三维有限元模型,利用流-固耦合法对电机的温度分布进行了详细分析,最后加工了一台样机,并通过实验验证了本文理论分析的正确性。