摘要：偏心谐波磁力齿轮相比传统磁力齿轮具有高传动比下输出转矩密度大的特点,准确获得其气隙磁场分布是偏心谐波磁力齿轮设计及优化的关键。该文将分式线性变换与比磁导函数相结合,获得偏心谐波磁力齿轮气隙磁场的解析解。为克服切向磁导隐没的缺点,将极坐标系下的径向和切向比磁导计算转化为直角坐标系下的x、y方向的比磁导计算,由此修正未偏心的x、y方向的气隙磁场分量,然后根据叠加原理合成得到偏心谐波磁力齿轮气隙磁场分布。与有限元分析结果对比,解析法所得的气隙磁密、电磁转矩基本一致,验证了解析模型的有效性和合理性。

摘要：磁性齿轮复合电机无论是机械结构还是磁路结构,均比普通永磁同步电机复杂,如何高效准确地计算出铁损耗,对该类电机的设计与优化具有重要的意义。该文设计制造了一台磁性齿轮复合电机样机,并采用有限元时步法进行了详细计算。在此基础上,通过对每一个铁心单元的磁密变化进行分析,计算了该复合电机的铁损耗计算。在计算磁滞损耗时,应用通常用于机械应力应变迟滞计算的雨流计数法,快速统计出构成局部磁滞回环的峰谷点,从而计算出局部磁滞损耗。最后通过两个试验步骤,把电机的铁损耗从空载损耗中分离出来,所得的试验结果验证了所述方法的有效性。

摘要：Halbach阵列永磁电机具有出色的转矩输出性能,适用于高精度伺服系统。准确获得其磁场分布是Halbach阵列永磁电机设计及优化的关键。该文采用二维全局解析法分析Halbach阵列永磁电机气隙磁场,为了与实际电机槽型尺寸尽可能接近,定子槽区域划分为槽口和槽身区域。解析所得的气隙磁密、齿槽转矩、电磁转矩、磁链和反电动势波形以及绕组电感值,与有限元分析结果一致性较好,其中反电动势波形与试验测试波形趋势一致,验证了所提解析模型的合理性。

摘要：采用二维全局解析法计算Halbach阵列同心式磁力齿轮气隙磁场。求解场域划分为内外转子永磁体、内外两层气隙和调磁定子的槽形区域,3类子区域的拉普拉斯方程和泊松方程通过边界连续条件建立联系。得到内外两层气隙区域的矢量磁位磁通密度解析表达式,有利于方便、快速、精确地计算任意转子位置的电磁转矩。气隙磁场波形与二维有限元法计算波形较吻合。与径向充磁相比,Halbach阵列充磁方式所得转矩更大,且更接近正弦。运用Matlab优化工具箱中的遗传算法对Halbach阵列同心式磁力齿轮某些参数进行优化,试验结果表明计算值与测量值较为一致,证明了所提方法的正确性和有效性。

摘要：精确计算气隙磁场是分析与设计复合电机的关键,该文运用二维解析法计算Halbach阵列磁力变速永磁无刷电机气隙磁场。根据磁力变速永磁无刷电机的结构特点,分别建立磁力齿轮和永磁无刷电机两部件解析模型;求解场域主要有内中外三层气隙、内外双转子永磁体区域和内外双定子槽区域,每个子区域的求解方程通过边界连续条件建立联系。计算得到各子区域的矢量磁位磁通解析式,计算电机磁场、齿槽转矩、反电动势和电磁转矩;制作样机并搭建控制系统试验平台,进行空载和负载试验测试。解析计算波形和试验样机测试波形对比,结果一致,证明了该方法的正确性和有效性。

摘要：直驱式同心式磁力齿轮在低速大转矩领域有广泛的应用前景。为获得较正弦分布气隙磁场,所用永磁体采用Halbach阵列充磁,用二维全局解析法计算同心式磁力齿轮磁场分布;分析了调磁环铁心宽度、调磁环高度及外转子轭部厚度等参数与磁力齿轮最大静态转矩之间的关系。磁场全局解析法计算结果与有限元分析结果一致性较好,验证了解析模型的正确性;根据参数分析结果,制作了一台内转子4对极、外转子17对极的Halbach阵列同心式磁力齿轮样机,样机试验结果表明,合理选择结构参数可以提高磁力齿轮的转矩密度,对磁力齿轮的设计提供一种有益参考。

摘要：常规双凸极永磁(doubly salient permanen tmagnet,DSPM)电机通常采用集中绕组设计,且定子上每个永磁体对应整数倍的相绕组,造成了各相磁路每相最大与最小磁链处的变化率不一样,由此导致了各相反电势的偏差及每相反电势的左右不对称。每相绕组的各个串联线圈的自感随转子位置呈同方向变化,加剧了每相自感的波动程度,从而导致了磁阻转矩及转矩脉动的增加。提出一种新的DSPM电机及其设计方法——换位设计,以保持各相磁路严格对称,并且每相邻线圈的自感随转子位置变化趋势正好相反,从而可以最大程度地削弱磁阻转矩及电磁转矩脉动。利用时步有限元法进行计算,并与一台现有的类似结构的DSPM电机进行比较,样机的实验结果验证了该方法的有效性。

摘要：针对永磁双凸极电机存在各相反电势(EMF)不对称和转矩脉动较大的问题,提出2种分别基于不等槽宽和等槽宽设计的新型双凸极永磁(DSPM)电机.该设计方法可以确保电机各相磁路具有相同的磁阻特性,并通过定子绕组的特殊排布以补偿电机自感的变化.通过实现电机各相磁路对称并削弱自感的波动程度,可以有效消除电机各相EMF的不对称以及最大程度削弱转矩脉动.采用有限元时步法对新型电机处于空载和负载条件下的稳态性能进行了比较分析.仿真和实验结果验证了新型DSPM设计方法的有效性.

摘要：提出了一种半解析法用于计算表面磁钢永磁无刷电机的气隙磁场。它将解析法与有限差分法相结合,求得定子开槽时气隙磁密的切向和径向分量,其结果符合实际情况。计算结果与有限元数值分析比较,证明了该方法的有效性和正确性。该方法计算方便、速度快,适合用于优化设计。

摘要：新型磁性齿轮传动装置属于磁场调制式磁力传动结构,具有转矩密度高、运行效率高的优点,有替代机械齿轮在清洁、低温和高空等环境中运行的潜力。该装置具有两层气隙,运行时少极数内转子和多极数外转子分别以不同转速不同转向旋转。由于内外转子转动步长不同、方向不同,采用纯有限元法计算时,必须随时根据转子的转动进行气隙内网格的处理,难度很大。使用数值解析结合法计算磁场,由于气隙区域无网格,内外转子实现了灵活转动。根据计算结果,可以获得气隙区域的磁通密度解析表达式,进行谐波分析,有利于方便、精确地计算电磁转矩。在理论分析和计算的基础上,设计和制造了样机,试验证明新型磁性齿轮传动装置具有高传动效率和高转矩密度。