摘要：利用离散Halbach阵列气隙磁通密度分布特点,合理选择电动机转子结构参数,对发挥永磁体潜力至关重要。文中采用电磁场有限元数值计算方法,揭示离散Halbach阵列气隙磁通密度的谐波和基波与每极磁体数、磁体厚度以及极对数之间的变化规律。并以此为依据设计样机一台,实验结果验证了有限元模型的正确性。同时进一步以样机的结构参数为基础,对反电动势进行优化,提出一种削弱集中非叠绕组结构空载电动势谐波的方法,为离散Halbach阵列集中非叠绕组电机设计提供参考。

摘要：以降低加工难度与优化气隙磁通密度为目标,设计了表贴式极间隔断Halbach型磁钢的永磁同步电机,系统分析了极间隔断Halbach型磁钢参数对气隙磁通密度波形的影响。针对该类磁钢的参数,即磁钢极角和充磁夹角对基波幅值和正弦性畸变率都有影响的特点,提出了对磁钢参数进行多目标优化的方法,设计了以获得基波幅值极大值与正弦性畸变率极小值为多目标的混合全局优化算法,在此基础上,提出了最佳极间隔断Halbach型磁钢参数的选择方法。仿真与实验验证了优化结果选择方法的正确性,进一步验证了极间隔断Halbach型磁钢性能的优越性。

摘要：提出将分块式Halbach型磁钢的单片磁钢角度与充磁夹角作为分析参数,获得基于这两个参数的永磁同步电机的气隙磁场解析模型;系统分析了磁钢厚度、单片磁钢角度与充磁夹角对气隙磁通密度的影响;提出一种性能优于传统Halbach型磁钢的极间隔断Halbach型磁钢新方案,以获得径向气隙磁通密度更高的基波幅值与更低的波形正弦性畸变率为目标,分析获得不同极对数下该类磁钢的优化设计方案。通过有限元分析验证了解析模型的正确性,并验证了合理设计的极间隔断Halbach型磁钢的优越性。

摘要：为分析永磁式缓速器制动力矩的影响因素,设计了制动力矩可以分级的永磁式缓速器,运用解析法对永磁式缓速器的气隙磁场建立数学模型,通过分离变量法结合边界条件,获得了气隙磁通密度的表达式。再运用源和场理论推导出适合工程应用的永磁式缓速器制动力矩计算公式。在此基础上分析了磁极对数、永磁体周向宽度、永磁体轴向长度和气隙大小对气隙磁场和制动力矩的影响,并分别根据这4种参数,设计了4种可行的制动力矩分级结构。

摘要：以优化气隙磁通密度为目标,设计了表贴式偏心磁极永磁同步电机.在解析法研究偏心磁极气隙磁通密度的基础上,分析了偏心距对气隙磁感应强度波形、电机性能指标的影响,推导永磁体平行或径向充磁时,极弧范围内各点气隙磁感应强度与偏心距关系的表达式,提出一种新颖的通过解析表达式优化设计最优偏心距的方法.利用有限元方法对其验证,证明理论解算方法的正确性和有效性.通过一台180 kW样机永磁体的实际优化设计,结果表明,理论解算出的最优偏心距与有限元分析所得的一致.

摘要：针对高功率密度的轮毂式永磁同步电机涡流损耗大的问题,设计了一种新型偏心磁极结构的表贴式永磁同步电机,该电机磁极外圆弧偏心且内外圆弧具有不同的弧度。采用解析法分析了新型偏心磁极结构对气隙磁通密度和涡流损耗的影响。在有限元软件中对建立的10极12槽三维电机模型进行电磁及稳态温度场仿真分析。结果表明,在电机采用新型偏心磁极结构后,1 cm^3的永磁体涡流损耗降低了17.20%,永磁体稳态温度降低了3℃,改善了轮毂式永磁同步电机的运行性能。

摘要：为适应微小卫星的尺寸,提高飞轮的转动惯量/质量比,实现姿控飞轮的轻量化,设计了一种飞轮用盘式永磁无刷直流电动机(简称盘式电动机)。根据飞轮转动惯量要求设计盘式电动机的整体结构,确定电枢直径比;通过对盘式电动机磁路的分析,推导磁钢尺寸与气隙长度的关系;采用有限元法确定磁极对数,给出等效气隙磁通密度计算方法;通过建立绕组参数与盘式电动机额定数据间的关系,给出绕组设计公式并进行仿真分析。根据此方法设计加工了一台飞轮样机,并对此样机进行实验验证。结果表明,感应电动势计算值与实测值最大误差为6.3%,证明了设计方法的正确性。

摘要：随着稀土材料价格上涨、永磁电机成本增加,合理的设计Halbach磁体结构,可充分挖掘Halbach永磁电机磁钢的潜力。分析了每极三块的Halbach磁体磁化规律,建立了Halbach型永磁电机气隙磁通密度的解析模型,该解析法计算的气隙磁场与有限元方法计算结果吻合,验证了解析模型的正确性;研究了充磁角度对气隙磁通密度的影响,结合充磁角度传统计算公式,给出了极间有间隔的Halbach磁体充磁角度的计算公式;通过解析模型分析极弧系数和极对数对Halbach永磁电机气隙磁通密度切向分量的基波幅值和波形正弦性畸变率的影响,给出不同极弧系数、充磁方式和极对数时Halbach永磁电机气隙磁场的变化规律。

摘要：本文分析了镶嵌磁体的无刷永磁电动机的磁性能。研究表明漏磁对直接与电枢电流相互作用产生转矩的气隙磁通密度具有很大影响。利用磁性材料的特性和电动机的尺寸来表示漏磁参数η和λ。它们是精确预测气隙及磁体内平均磁通密度的必要参数。采用有限元数字法来验证分析模型。在本文所给出的数字实例中,有限元法的结果与分析法之间的平均误差约为1％-2％。这一结果证实了设计用的分析模型的适用性。尽管本文不特别注重于设计,但在其中一节介绍了磁体设计中漏磁考虑的简单说明。

摘要：本文以传统同步调相机提出了一种转子上具有两组非对称励磁绕组结构的双轴励磁调相机,其可以运行在深度进相运行工况,增加无功功率的吸收能力。与传统同步调相机相比,双轴励磁调相机在转子磁极上开槽放入q轴励磁绕组,在d、q轴励磁绕组的作用下,励磁合成磁场可以位于转子任意位置。而d,q轴励磁绕组结构不同会影响励磁合成磁场的大小、分布及谐波含量等,从而影响双轴励磁调相机的性能。本文首先研究了转子q轴励磁绕组槽个数的不同对气隙磁通密度及谐波含量的影响,设计出基波磁通密度较高且谐波含量较低的方案。在此基础上研究了具有不同q轴励磁绕组槽距角的双轴励磁调相机的磁场分布和饱和情况,最后进一步对转子q轴励磁绕组的槽型结构实现优化,得到了一种可以提高基波磁通密度、降低谐波分量的转子结构,从而尽可能大的提高双轴励磁调相机的性能。本研究为大型双轴励磁调相机的设计和制造提供了理论依据。