摘要：为了获得较好的电机起动性能和抗退磁能力,对自起动永磁电机的复合材料转子导条进行优化。利用时步有限元法分析得到复合材料导条尺寸和合金材料本身的电磁特性对电机起动和运行性能的影响。以复合材料导条的尺寸和材料的电磁特性为设计变量,以永磁电机的抗退磁能力为优化目标,同时以堵转转矩和堵转电流为约束条件进行优化。具体优化步骤为:先采用正交试验法进行试验条件设计,接着利用正交试验结果拟合出各项性能指标的二次响应面回归方程,并将其作为遗传算法的适应度函数,进行最优目标搜索。通过优化复合材料导条参数提高了永磁电机的抗退磁能力,取得了较高的堵转转矩和较低的堵转电流。

摘要：异步起动永磁同步电机(LSPMSM)最大去磁工作点发生在起动过程中,采用传统磁路分析法未考虑电机内瞬态磁场分布情况。提出最大去磁工作点计算新方法,可准确计及饱和、集肤效应等多种非线性因素。该方法一方面基于场-路-运动耦合时步有限元模型仿真实际起动状况,确定起动过程中最容易发生去磁的永磁体局部单元位置,并将该单元作为考核单元,揭示瞬态退磁磁场与转速之间的关系;另一方面通过给定转子转速的时步有限元模型计算堵转到同步速一系列转速下稳态运行时的退磁磁场,最终得到同步速退磁磁场作用下永磁体考核单元位置的工作点,即为LSPMSM设计校核用的最大去磁工作点。在此基础上,针对一台22 k W样机进行抗退磁能力分析,并提出一种有效提高电机抗退磁能力的复合材料转子新结构。最后通过设计磁场实时测量系统得到某台实验电机起动过程中永磁体工作点,验证了所提方法的有效性。

摘要：自起动永磁同步电机的电抗参数是电机设计及实际运行性能的关键参数。分析了用直接负载法测试永磁电机电抗参数的原理及功角测试方法;为了测试永磁电机参数和性能,建立了测试平台,在该测试平台上对永磁电机的性能进行测试,通过数据处理和计算得到交轴电抗参数;并用空载试验测试了直轴电抗参数。对测试结果以及存在测试误差的原因进行了分析。

摘要：利用ANSYS有限元分析软件,对转子采用不同隔磁结构的切向式永磁同步电机进行二维气隙磁场和转子轴部漏磁的仿真计算,对不同隔磁措施的转子结构的漏磁通进行比较分析。通过有限元计算和分析,得到了切向式结构的永磁同步电机比较合适的隔磁措施,并且得出了轴部漏磁在切向式永磁电机设计中不可忽略的结论。

摘要：针对目前广泛应用的电机电磁场有限元计算方法存在的理论性强、工作量大、人机交互次数多、求解时间长等问题,本文提出了一种基于APDL语言的永磁电机有限元计算设计方案。这种基于APDL语言的程序设计可实现电机建模中尺寸、齿槽形状等参数的变量化处理,利用约束方程提出了定转子逻辑旋转的理念,使求解时间缩短为传统有限元计算方法的30%左右,并且有更高的计算精度。计算结果与面电流法结果数据对比,验证了该方法的可行性、有效性和准确性。

摘要：以一台22 k W永磁电机为例,利用时步有限元方法综合分析电机内的电磁场与机械应力场的分布情况,研究其运行在几种常见工况下的机械应力、应变,得到了电机转子在极端情况下的变形。计算结果表明,对于该自起动永磁电机,在带载起动、过载失步等情况下转子机械变形严重,转子损毁的风险较大。介绍的分析方法对于电机设计及保证电机安全运行有着重要的参考意义。

摘要：为了减小气隙磁场中谐波含量过高对永磁发电机性能造成的不利影响,结合Taguchi方法和时步有限元法对内置"V"型转子磁路结构的永磁电机进行优化设计。首先,以永磁电机的4个结构参数为优化变量,2种电机特性为约束条件,对采用非均匀气隙结构的永磁电机的转子结构进行多目标多变量优化,得到了最优空载下非均匀气隙磁通密度波形时的转子结构;然后通过对比优化前后的气隙磁通密度谐波含量,验证Taguchi方法优化结果的优越性和正确性;最后,运用时步有限元方法计算得到了考虑定子斜槽的电动势波形,进一步验证了该文气隙磁通密度优化的有效性。

摘要：转子磁路结构直接影响自起动永磁同步电机的起动和稳态运行性能,同时也影响磁钢用量及电机的成本,需要慎重选择和设计。对采用V型、U型及混合型磁路结构的6极22 kW自起动永磁同步电机进行设计,用静态有限元法分别分析了电机的空载气隙磁场,并采用时步有限元方法对三种磁路结构电机的起动过程进行仿真,对比分析了不同转子结构对自起动永磁电机性能的影响。所得结论对不同应用场合的自起动永磁电机的设计具有一定参考价值。

摘要：随着中国电机进入ie3时代,电机对效率的要求越来越高。非晶合金作为一种新兴材料,具有高磁导率、低损耗等特点,开始被应用于电机生产当中。然而非晶合金材料对机械应力敏感,因此设计了一种硅钢片与非晶合金相结合的新型定子结构。由于两种材料的损耗不同,温度也会有很大的影响;同时由于高速永磁电机其转速快、绕组电流频率高和磁场空间谐波频率大导致定子铁耗、转子护套与永磁体上涡流损耗以及风磨损耗相比于其他电机的损耗有大幅度的增加;相比而言其体积小,散热差,因此对于定子结构的局部温度的研究是必不可少的。本文对一台额定功率为8 kW,转速为24,000 rpm的新型结构非晶合金高速永磁电机的定子结构进行温度场计算与分析。采用二维有限元算法分别计算定子两种材料的铁耗分布,对其各个位置的散热、导热情况,结合水冷结构加以考虑,最后进行二维温度场稳态分析与计算,对两种材料的温度进行对比与分析。对于电机局部温度情况的掌握具有一定借鉴意义。

摘要：为了减小空载气隙磁场中谐波磁场对电机性能的影响,对内置"V"型转子磁路结构自起动永磁同步电动机的转子磁极形状进行了优化。采用不均匀气隙结构,以有限元为工具并利用遗传算法对空载气隙磁密波形进行了优化,使其中的谐波含量较小,得出了转子磁极的最优偏心距。在此基础上采用时步有限元方法,在考虑定子开槽、斜槽结构并计及饱和的情况下,对优化前后电机的电动势波形进行了分析对比,并通过试验验证了所采用的时步有限元计算程序的有效性。有限元计算结果表明,通过优化偏心的不均匀气隙设计,电机的空载气隙磁密和电动势波形得到了明显改善。