摘要：提出了一种在定子结构上的新型外转子永磁游标电机拓扑结构,在电机定子上引入了有对磁场调制作用的调制齿,通过对调制齿进行设计改动,实现了对磁场的充分利用,使得电机具备较低的齿槽转矩和稳定的电磁转矩。详细阐述了新型定子外转子永磁游标电机的工作原理,提供了具体的二维结构示意图以及设计参数,针对其电磁性能、气隙磁密、空载反电动势和谐波分布进行了分析说明。研究结果说明,这种新型定子外转子永磁游标电机具有有效的谐波调制作用,同时齿槽转矩有明显的降低,并能实现较平稳转矩输出。

摘要：首先根据磁导调制原理,建立基于调磁块阵列的永磁游标电机(PMVM)的数学模型;并运用解析及有限元方法分析关键参数对电机性能的影响,给出具体的优化方案;最后设计了一台基于调磁块阵列的PMVM。与传统永磁电机相比,所设计的基于调磁块阵列的PMVM具有转矩密度高、功率密度高等优点。本文为基于调磁块阵列的永磁游标电机的设计与应用提供了理论依据。

摘要：双永磁游标电机基于双向磁场调制效应原理运行,在转矩密度提高的同时,存在电机损耗较大的问题。采用传统以电机额定点为优化对象的优化方法,仅能提升额定工作点的性能,难以保证电机实际运行工况下多个工作点高效运行的需求。为此,该文提出考虑运行工况的电机多工作点优化方法,设计了低损耗模块化双永磁游标电机。采用K聚类法精确提炼代表工作点及其权重,为了使优化过程更加高效化,采用灵敏度分析法将变量分区定性优化减少设计空间,结合响应面法与具有高收敛性的基于变异算子的多目标差分进化算法确定高敏参数的全局最优解,从而实现运行工况下高效准确的电机参数优化。仿真与实验结果验证了设计方法的有效性。

摘要：为提高永磁游标电机(PMVM)的输出转矩,发挥Halbach永磁体阵列的聚磁优势,提出转子侧Halbach阵列永磁体游标电机。采用解析分析法和有限元法,对比分析PMVM和Halbach永磁体阵列A型结构永磁游标电机(HPMVMA),结果显示采用Halbach永磁体阵列后提高了电机的空载反电势和输出转矩,减少了永磁体用量,但也带来了电机转矩脉动的增加。因此,在HPMVMA调制齿之间加入永磁体,构成新型Halbach永磁体阵列B型结构永磁游标电机(HPMVMB),对HPMVMB进行了永磁体、调制齿、定子齿宽等结构参数的优化,经过运行性能和经济指标对比分析,结果表明,与HPMVMA相比,HPMVMB永磁体用量增加20%的情况下,永磁体利用率和电机转矩密度分别提高了40.8%和69.01%,而转矩脉动下降了11.74%。通过有限元仿真验证了电机理论的有效性,并为游标电机的设计与优化提供了一定思路。

摘要：为了简化双极表贴式永磁游标电机(DP_SPMVM)拓扑结构,减少永磁体用量、提高转子强度,采用有限元法综合分析一种同极内嵌式永磁游标电机(CP_IPMVM)的电磁性能。所建立的CP_IPMVM和DP_SPMVM模型具有相同的尺寸参数和材料特性,DP_SPMVM和CP_IPMVM的磁力线走向一致,CP_IPMVM转子铁心极实现了DP_SPMVM转子上永磁体的效果。CP_IPMVM满足DP_SPMVM的工作原理,当永磁体极弧系数为0.6~0.7时,CP_IPMVM的转矩能力有极大值。取极弧系数0.6,与DP_SPMVM相比,虽然CP_IPMVM的气隙磁场中引入了额外的谐波分量,齿槽转矩和铁损稍高;但转子上永磁体的用量减少了2/5。转子转速为214 r/min时,空载电动势提高了~8%。当I rms~9 A,CP_IPMVM的输出转矩小于DP_SPMVM的输出转矩。测得的空载电动势呈正弦变化,幅值与转速呈线性关系,传动比与设计值G r=3.5接近。

摘要：永磁游标电机具有转矩密度高、结构简单等优点,在电动船舶、风力发电等低速大转矩驱动领域应用广泛。为进一步提高永磁游标电机的转矩密度,采用气隙磁场调制理论研究永磁游标电机的转矩特性。通过分析永磁磁场和电枢反应磁场谐波的有效耦合过程,揭示永磁游标电机转矩产生机理。根据电机结构参数与磁动势、磁导分布的关系,确定待优化参数,结合响应面法和遗传算法对电机转矩性能进行多目标优化设计。采用麦克斯韦应力张量法定量分析气隙磁场各次谐波对电磁转矩的贡献。结果表明,永磁游标电机电磁转矩仅由单一气隙磁场工作谐波产生。在此基础上,研究关键结构参数对气隙磁场调制效应和电机转矩性能的影响,为该类电机的拓扑结构创新及其转矩性能提升提供了理论依据。

摘要：针对永磁游标电机(PMVM)模型预测控制策略中因备选电压矢量少和单个采样周期内电压矢量大小方向受限导致存在控制精度低和输出稳定性差的问题,在研究了传统模型预测控制原理的基础上提出了一种基于虚拟矢量的双矢量模型预测控制策略,该控制策略通过构建虚拟矢量的方法扩展了电压矢量有限集个数,在此基础上设计双矢量模型预测控制器,并对代价函数进行优化,提高了控制系统的稳定性和精确性,同时也减小了逆变器的损耗。最后在仿真软件中搭建控制系统模型进行对比仿真验证。结果表明,所提出的控制策略相比与传统模型预测控制策略有更好的动态稳定性和抗干扰性以及更高的控制精度。

摘要：针对现有的厨师机使用减速传动机构实现力矩的传递存在体积大,效率低,有噪音,维护复杂等缺陷,本文设计一款新型的永磁游标电机直接去驱动厨师机的执行机构。该游标电机为8/36/28配合,即定子绕组8极对,调磁极数36,转子磁钢极对数28,采用多齿分裂极集中绕组结构。基于Ansys有限元软件对其空载电磁特性和负载电磁特性进行仿真分析,研究结果表明,所设计的游标电机可以达到所期望的性能要求,对样机制作具有指导意义。

摘要：提出一种在结构上由内、外双定子以及中间转子构成的新型永磁游标电机拓扑结构,永磁体采用内嵌的方式安装在转子内部。在该电机内、外定子上设计有起磁场调制作用的调磁齿,实现对内、外双重气隙磁场的调制作用,提高磁场的利用率,使电机能够输出较大较平稳的转矩。详细阐述该新型双定子永磁游标电机的工作原理,给出具体的设计参数以及二维、三维结构示意图,并运用电磁有限元软件完成对该电机模型的建立,针对其电磁性能进行仿真分析,结果显示该新型双定子永磁游标电机具有有效的谐波调制作用,并能实现较大较平稳转矩输出。

摘要：双定子永磁游标电机可以在提高电机调制磁场的同时降低电枢主电感,具有高转矩密度和高功率因数的优势,然而其漏磁严重的缺陷影响了此类电机的推广应用。针对此问题,通过在内定子侧引入高温超导块材料,在改善磁通调制效果的同时有效降低了漏磁。首先,建立11对极12槽的二维电机模型并进行有限元分析,明确了电流超前角对负载转矩的影响作用。其次,利用参数化分析对电机主要结构尺寸进行优化,并综合考虑工艺设计,确定了高温超导块材料的最优尺寸选择。然后,对比分析了优化前后双定子永磁游标电机(Dual-stator permanent magnet vernier machine,DSPMVM)的电磁性能,结果表明在引入高温超导块材料后可显著提高电机功率密度和永磁体的利用率,较好地解决了因双气隙结构导致的漏磁问题。