摘要：提出并设计一种应用于舰船低速直驱系统的混合励磁交替极永磁游标直线电机。阐述了该电机的结构设计和理论分析,以提高电机输出性能为目标,利用二维有限元法对极弧系数和Halbach永磁体阵列尺寸等关键技术参数进行优化,分析了电机的电磁性能,验证了电机结构设计的合理性,最后将该电机与交替极、隐极和混合励磁隐极3种次级结构的电机进行了比较。结果表明,与混合励磁隐极结构相比,设置在电枢齿间的Halbach永磁体阵列能显著提升交替极电机的输出性能,该电机在磁钢利用率、输出推力、推力波动等方面拥有更优越的性能表现,综合性能较优,在舰船武器升降平台、直线驱动往复水泵等低速大推力场合拥有广阔的应用前景。

摘要：由于工作状况变动和建模误差等缘故,实际电机的精确模型很难得到。为使具有外界干扰以及模型不确定性的电机能够满足控制品质的要求,该文为一台无轴承交替极薄片电机设计了H∞鲁棒控制器。通过仿真研究,验证了所设计鲁棒控制系统可以有效地抑制外界干扰,具有良好的鲁棒稳定性,同时能够满足实际电机绕组电流幅值约束条件,所得结论为进一步开展实验研究奠定了良好的理论基础。

摘要：为解决适用于低速场合的永磁游标电机永磁体极数多的问题,通过提高电机的输出性能,提出一种新型交替极永磁游标电机拓扑。通过有限元法对比4种不同的励磁永磁体配置,研究Halbach阵列增强交替极电机输出性能的方式;针对齿槽转矩与输出转矩,对电机的结构参数进行优化设计;最后,分析该电机的电磁性能、气隙磁密和谐波分布。仿真结果表明:与传统交替极电机相比,该新型交替极永磁游标电机在反电势、气隙磁密、齿槽转矩、输出转矩和电机效率上有较好的性能,适用于低速大转矩的应用场合。

摘要：为研究悬浮绕组结构及其磁势空间谐波对无轴承交替极永磁电机悬浮特性的影响,在计及悬浮磁势空间谐波条件下,推导了电机悬浮力表达式。同时,定义径向力/电流刚度、径向力脉动率和径向自由度最大耦合率等3个参数量化分析径向力特性。在此基础上,在相同定转子结构下,研究了集中式、分布式、环形式以及带辅助线圈的集中式等4种悬浮绕组结构,并对各悬浮绕组磁势空间谐波及其影响进行分析。从降低悬浮磁势空间谐波和提高悬浮性能角度出发,提出一种带辅助线圈的集中式绕组以及悬浮磁势总谐波畸变最小的辅助线圈绕组系数优化方法。通过有限元分析,定量研究4种悬浮绕组结构下的悬浮特性,从而量化悬浮磁势空间谐波含量与悬浮特性的关系,为无轴承交替极永磁电机悬浮系统设计提供指导。

摘要：为解决传统径向永磁联轴器的转矩性能较低和漏磁通较多的问题,提出了一种新型的交替极Halbach径向永磁联轴器。采用数值分析方法与传统径向永磁联轴器的磁场性能进行了对比分析,验证了所提结构的合理性,再对影响传动特性的结构参数进行了深入探究,为该类型永磁联轴器的结构优化设计奠定了基础。

摘要：由于工作状况变动和建模误差等缘故,实际电机的精确模型很难得到。为使具有外界干扰以及模型不确定性的电机能够满足控制品质的要求,该文为一台无轴承交替极薄片电机设计了H∞棒控制器。通过仿真研究,验证了所设计鲁棒控制系统可以有效地抑制外界干扰,具有良好的鲁棒稳定性,同时能够满足实际电机绕组电流幅值约束条件,所得结论为进一步开展实验研究奠定了良好的理论基础。

摘要：为了进一步降低轴向磁通交替极永磁电机的转矩脉动,提高其输出性能,针对双定子单转子结构电机提出一种交替极排列,其能够有效抑制铁芯极带来的转矩波动,并对拟设计电机进行多目标优化,进一步提升电机性能。现首先介绍了新型交替极结构形式,比较了不同结构的转矩性能;其次建立了电机的参数化有限元模型,分析了不同结构参数对转矩性能的影响,以提升输出转矩和降低轴向力为优化目标,基于拉丁超立方抽样法和克里金插值法建立响应面模型,利用遗传算法寻找最优解。优化结果表明,优化后的电机平均转矩提升了11.8%,同时转矩脉动增加了0.25%,验证了所提结构的优越性和优化流程的可行性。

摘要：为改善传统异步风力发电系统的性能并降低传统直驱风力发电机的生产制造成本,提出一种交替极永磁风力发电机。该电机转子采用永磁极和铁心极交替排布的结构,定子采用分数槽集中绕组。通过解析计算和有限元仿真分析可知,该电机的磁通分布合理,反电势波形畸变率较低。相比于传统永磁发电机,所提出的设计方案磁钢用量更少,漏磁更低,功率输出更强,因而更适合风力发电应用。

摘要：设计了一种应用于电动汽车直驱系统的双边Halbach交替极永磁游标电机,以提高电机输出性能为目标,利用二维有限元法对电机内、外定子调制齿尺寸,转子内、外侧永磁体阵列错位角度及磁极尺寸等关键技术参数进行优化,分析了电机的电磁性能,并将其与传统永磁游标电机进行了比较。结果表明:双边Halbach永磁体阵列错位一定角度后,能有效降低齿槽转矩及转矩脉动;与传统游标电机相比,该电机在永磁体利用率、平均输出转矩及转矩波动方面具有显著优势,综合性能较优,更适用于新能源电动汽车直驱系统。

摘要：随着直线电机技术水平的提高,直线电机的应用场景也在逐渐扩大。其中包括直线电机在轨道交通屏蔽门机的应用。传统的轨道交通屏蔽门机驱动系统采用旋转电机驱动方式,需要复杂的传动机构,容易造成较大的噪音与机械损耗。采用一种新型悬浮式直线电机驱动屏蔽门机的方式,对电机的结构参数采用Taguchi筛选出敏感性高的结构参数组合,同时采用响应面法对筛选出的结构参数组合建立相应的响应面函数,通过多目标优化遗传算法对直线电机进行优化设计,得到最优的结构参数组合,优化出一种高推力密度低推力波动直线电机。优化前后直线电机性能参数对比结果表明,优化后的定位力与额定推力得到明显改善,证明该优化方案的可行性。