摘要：针对集中绕组模块组合式定子结构对低速大功率直驱永磁同步电机性能的影响进行研究。首先介绍了模块化定子的分块规则和分块数。基于绕组函数法推导了单个定子单元模块在不同拆分方式下的绕组函数和电感表达式。基于有限元仿真先分析了仅绕组分块对电机性能影响;然后分析了冲片和绕组都分块对电机性能影响。通过对比空载和负载性能,总结出各种定子模块化拆分方案的优缺点,为大功率低速直驱永磁同步电机的模块化设计与制造建立了基础。

摘要：针对目标电机低速加速段中存在明显类似“口哨”的高频噪声的问题及电机量产降本原则,将48槽8极峰值功率62 kW的乘用车前驱动电机作为案例进行电磁方案设计。基于设计指标及存在问题设计了定子结构相同内置式转子拓扑结构不同的优化方案,推导计算了两电机方案气隙磁场幅值波形时空分布方程及电磁力表达式,建立了两电机方案有限元模型及电磁-结构声场耦合模型,仿真分析比较两电机气隙磁密及径向电磁力谐波含量。基于仿真结果得到优化方案,在不牺牲电磁性能的前提下削弱了低速段加速过程的0阶6f1径向电磁力,并使磁钢用量从1.474 kg降低到了1.371 kg,实现了降本目的。最后分别制作样机进行实验验证,结果表明优化方案明显削弱了低速段径向振动,降低了24倍频电磁噪声,与仿真结果相吻合。

摘要：针对无齿轮球磨机直驱永磁电机体积过大带来的制造、运输、装配及维护困难等问题,采用去除线圈绕组实现低速大功率直驱永磁电机结构的模块化,使电机实现模块化制作、运输、安装,增强了电机的制造灵活性、运行可靠性、可维护性。阐述了模块化直驱永磁电机的结构,并对其去除线圈绕组进行了分析,总结了设计方法。在此基础上设计制造了一台样机,采用有限元方法进行了仿真分析,最后搭建实验台进行了实验。仿真结果和实验结果都验证了所提结构和设计方法的合理性。

摘要：双螺杆泵、挤压类负载并行对驱机械装备一般采用“异步电机+同步齿轮”驱动,同时螺杆间间距很小,由于系统共振极易造成螺杆碰撞,甚至损坏。针对这一问题,提出了一种并联直驱连体永磁电机直接驱动双螺杆泵的方法,并对其刚度与模态进行了研究。首先,提出了电机的运行机理和设计方法,并对连体电机双螺杆泵系统进行了研究;然后,对其进行了刚度解析计算,得出了总形变量;同时对螺杆和采用连体永磁电机驱动的双螺杆泵系统进行了模态分析,计算了固有频率及相应的临界转速,分析了螺杆的刚度与临界转速能否满足双螺杆泵系统使用要求;最后,制作了样机,并进行了系统稳定性测试。研究结果表明:通过有限元结果验证了刚性解析计算的正确性;同原有驱动方式相比,并联直驱连体永磁电机直驱可有效提升系统效率;设计时通过将电机频率远离固有频率,可以有效防止螺杆的共振,为并联直驱连体永磁电机的速度选择提供参考。

摘要：针对低速大功率电机体积过大带来的制造、运输、装配以及维护困难等问题,提出了一种基于采用不等跨距绕组的模块组合式定子永磁电机结构,实现了低速大功率电机定子的模块化制作,增强了电机的制造灵活性、运行可靠性、可维护性以及容错性。本文阐述了模块组合式定子永磁电机结构,总结了其设计方法,并对模块组合式电机定子分块规则和不等跨距绕组进行了研究。在此基础上设计制造了一台样机,采用有限元方法进行了仿真分析,并用解析法和增量电感法分别计算了样机的自感参数和互感参数。最后搭建试验台进行了实验。仿真结果和实验结果都验证了所提结构和设计方法的合理性。

摘要：针对皮带机用直驱永磁电机存在的温升过高的问题,对皮带机直驱永磁电机的电磁设计、计算模型、损耗计算、温度场计算等方面进行了研究。利用ANSYS软件对永磁电机绕组铜耗、铁心损耗和涡流损耗进行计算,设计了电机水冷系统,通过Fluent对永磁电机三维模型进行稳态温升计算,获得了电机关键部分的温度场分布,最后进行样机的温升实验。研究结果表明,采用场路耦合方法能够准确计算电机损耗,采用三维稳态温度场仿真所得数据与样机实验数据吻合良好,求解方法正确,可为直驱电机的设计提供一定的参考。

摘要：针对高温、高压电动阀门过长的传动链和大体积的问题,提出了一种新型高温、高压直驱电动阀门屏蔽式永磁电机(DDEAV-CPMSM)一体式结构。首先,探究了温度、压强、屏蔽套参数对电动阀门一体式结构应力应变分布的影响;然后,对比了不同屏蔽套参数下的电动阀门电磁性能,并对高温、高压下的危险截面进行了应力评定;在屏蔽套最优参数基础上,提出了加强环结构,比较了不同加强环尺寸下的等效应力,建立了危险截面下最大等效应力随加强环厚度、宽度、位置变化的函数曲线;最后,搭建了电动阀门一体式结构高温、高压实验平台,进行了加强环变形量测定。研究结果表明:加强环能提高电动阀门屏蔽套的安全系数,测量得到加强环外径平均值为126.172 mm,仿真模拟加强环外径值为126.06024 mm,相对误差为0.088%;该结果可为高温、高压下一体式电动阀门承压结构设计提供理论依据。

摘要：传统倍捻机多采用异步电机配合皮带的方式进行传动,存在能耗大、噪声大、各锭转速不匀等缺点,而电锭式倍捻机使用小功率外转子永磁电机直接驱动每个锭子,可缩减传动链,节能环保,提高纱线产品质量。对比了电锭式倍捻机用永磁电机不同极槽配合方案,选取了合适的极槽配合,通过斜槽改善了输出转矩特性,最终确定了一台可代替异步电机加皮带工作的电锭式倍捻机用外转子永磁电机。

摘要：传统电机是机-电能量转换,损耗与温升是电机设计时需要削弱和避免的问题。该文从传统电机损耗与温升出发,提出了用于加热的零机械能输出感应电机。利用绕组所产生的径向磁场在实心结构的定子和转子铁心中感应产生涡流,将输入的电能全部转化为热能,具有定子、转子双边加热的特点。其独特的双边加热效果可解决挤塑类设备旋转螺杆加热瓶颈问题。建立了系统等效模型,给出了电磁功率解析表达式,采用有限元法分析了系统涡流分布与铁心端部效应。对样机进行加热实验,结果证明该种电机与传统线圈缠绕式电磁加热相比,具有节能高效、预热时间短、径向温差小等优点。

摘要：针对驱动电动闸阀的电机提出的转速低、转矩密度大、工作时间短的要求,以及工作在高温高压特殊环境中的特点,采用短时工作制直驱永磁电机代替低速性能差、转矩小的感应电机,并对电机的基本结构进行了设计。较高的热负荷会使电机温升问题变得突出,因此建立了永磁电机三维瞬态温度场求解模型,通过计算出的电机定子绕组铜耗、定子铁心损耗、永磁体涡流损耗和表面散热系数,得到电机三维瞬态温度场仿真结果。