摘要：针对无刷直流电机在PWM调制下转子涡流损耗问题,由于在空间上,运动的转子切割电枢磁场会感应出电动势;在时间上,PWM引起的电枢磁动势变化及电机齿槽磁通密度变化也会在转子上感应出电动势,所以文中将这3种转子上感应电动势分别定义为运动电动势、感应电动势和齿槽电动势。在不考虑涡流反应的前提下,对11kW无刷直流电机在典型工作点选择最大曲面和最大闭合曲线分别计算运动电动势和感应电动势并分析,得到时间感应电动势远大于空间运动电动势(齿槽电动势未计),并且得到PWM占空比等于50%时,时间感应电动势达到最大。通过设计多组电机对拖加载温升实验,分离出三种涡流电动势对应的转子温升,实验结果验证了所提出的观点。

摘要：转子磁分路混合励磁电机转子通常采用实心磁极的结构,导致其转子涡流损耗大、转子温度高,限制了其转矩密度及效率的进一步提升。从降低转子磁分路混合励磁电机的转子涡流损耗及温升两个角度出发,首先分析永磁体分段与模块化转子结构对转子涡流损耗的影响规律,并进行优化设计;在此基础上,根据传热学基本理论,构建电机的三维稳态温度场计算模型,揭示了不同运行工况下电机的温度分布规律,提出一种机壳水冷和端盖水冷相结合的多水道冷却散热方法。结果表明,在峰值转速运行工况下,新型散热方法使得转子实心磁极的最高温升从175℃降低至136℃,进一步提升电机的输出能力及可靠性。最后,对100kW转子磁分路混合励磁电机样机进行效率与温升实验,实验验证了理论计算和所提方法的正确性和有效性。

摘要：高速永磁同步电机在设计转子屏蔽层结构时,主要采用在永磁体和护套之间添加高电导率金属薄层的屏蔽方法。为了探究不同屏蔽层结构对转子涡流损耗的影响,针对高速永磁电机转子涡流损耗分别设计了内、外屏蔽结构,对不同材料护套时两种屏蔽层结构的适用性分析。为了解决金属护套结构采用内屏蔽层结构屏蔽效果较差的问题,设计了屏蔽层周向分段结构,利用涡流反作用使得金属护套损耗进一步降低,增强了内屏蔽层结构的适用性。最后采用C型铁心实验验证了不同屏蔽层结构对涡流损耗的抑制作用。

摘要：高速永磁同步电机转子涡流损耗是设计时的关键性问题之一,它会使永磁体发热,导致永磁体温度逐渐升高,严重时甚至面临退磁的风险。本文针对一台55 kW、24000 r/min高速永磁同步电机,采用有限元分析软件,研究了典型的合金材料护套、碳纤维材料护套、碳纤维加铜屏蔽层复合结构护套方案转子,其各部件涡流损耗受实际工况影响的规律。结果表明:在选择护套方案时并非带铜屏蔽层对所有工况均最优,仅在电流谐波含量较高或电频率较大等某些特定工况之下,总涡流损耗才最低。本研究依托于工程实际,对指导高速电机设计具有非常重要的应用价值。

摘要：随着航空装备性能不断提高,对高速永磁电机的功率密度要求不断提高,电磁方案的极限设计使定子饱和效应越发明显。定子饱和会直接影响磁导谐波变化和转子涡流损耗大小。本文将子域法和等效磁路法结合进行迭代计算,提出一种考虑定子饱和的航空高速永磁电机转子涡流损耗解析模型。利用该解析模型计算了不同气隙长度、不同槽口大小对转子涡流损耗的影响。最后以一台航空高速永磁电机的进行实验测试,将解析结果与实验结果、有限元结果进行对比,验证解析模型的正确性。

摘要：针对表贴式高速永磁电机转子护套与永磁体之间过盈配合单一、护套内外表面上作用力跨度较大的问题,提出一种多层护套转子结构,能有效减小护套的总厚度。在满足转子机械性能的前提下,多层护套转子结构通过在每层护套之间施加适当过盈量的方法使护套整体的受力分布更加均匀,提升了护套的使用效率,因此总厚度相比单层护套更薄。为快速分析多层护套转子结构的受力情况,建立了该结构的二维应力场解析计算模型。基于解析模型提出了一种多层护套的设计方法,并用该方法对一台高速永磁电机的转子进行设计,且通过有限元分析验证了该设计方法的准确性。最后,将所设计的多层护套与原单层护套相对比,该结构的护套厚度减小了10%、转子涡流损耗减少了12.6%。

摘要：高速永磁无刷电机得到越来越多的关注,其电磁损耗及抑制措施就是一个研究热点。首先,由于基波频率高(可达到1 kHz以上),定子绕组的集肤效应和临近效应产生附加铜耗。附加铜耗可以通过采用细导线并绕的方法来抑制。其次,定子铁心中的磁场交变频率高,导致铁耗明显增加。为降低定子铁耗,需要设计较少的电机极数、远低于常规电机的定子铁心磁密,并采用低损耗的铁心材料。再次,由于定子磁动势的谐波频率及气隙磁场的变化频率都数倍于基波频率,在转子中产生涡流损耗,而这种涡流损耗在中、低速永磁无刷电机中往往是忽略不计的。为抑制转子涡流损耗,应减小定子磁动势的谐波分量,也可采取减小定子槽开口、加大气隙长度、对永磁体进行轴向分块、采用转子导电屏蔽层、对转子保护套周向开槽等措施。此外,适当的控制策略(如永磁无刷直流电机超前触发、永磁同步电机弱磁控制)也有助于减小电磁损耗。

摘要：介绍了一种无刷直流陀螺电动机的设计。电机本体采用大角动量结构和径向磁化永磁体构成的串联磁路结构,并采取了减小齿槽转矩、定子铁耗和转子涡流损耗的有效对策。其与专用控制器联接,实现了起动可靠、起动时间短及转速稳定度高等技术要求,保证了系统的测量精度和工作可靠性。最后针对设计中的不足之处提出了改进方案。

摘要：在文献[1]基础上,继续展开对分数槽集中绕组槽极数组合的讨论,分析影响槽极数组合选择的若干制约因素,如奇数槽或偶数槽、单层绕组或双层绕组、绕组磁势谐波与转子涡流损耗、组合的最小公倍数和齿槽转矩、绕组排列与径向不平衡磁拉力、纹波转矩等。结论可供设计者参考。

摘要：在文献[1]基础上,继续展开对分数槽集中绕组槽极数组合的讨论,分析影响槽极数组合选择的若干制约因素,如奇数槽或偶数槽、单层绕组或双层绕组、绕组磁势谐波与转子涡流损耗、组合的最小公倍数和齿槽转矩、绕组排列与径向不平衡磁拉力、纹波转矩等。结论可供设计者参考。