摘要：为了准确、快速优化表贴式永磁同步电机磁极形状,降低气隙磁通密度波形畸变率,该文针对磁极偏心结构表贴式永磁同步电机,提出一种非线性混合磁场解析方法。首先基于子域分析方法建立磁极偏心型表贴式永磁电机磁场解析模型,同时建立考虑定、转子铁心磁导率非线性变化的等效磁网络模型。根据铁磁材料的B-H曲线计算出任意时刻定、转子铁心相对磁导率的分布情况,通过迭代计算得到修正系数,用于考虑定、转子铁心磁阻对电机空载特性的影响,并基于该混合磁场解析模型对气隙磁通密度、反电动势进行计算分析。在此基础上对磁极尺寸参数进行优化设计,得到最优磁极结构参数。最后设计、制作一台8极36槽磁极偏心型表贴式永磁同步电机,通过有限元仿真和实验测试对该文所提出混合磁场解析法的准确性进行了验证。

摘要：提出一种永磁辅助同步磁阻电机振动噪声准解析计算方法,可分析电机不同转子拓扑结构对振动噪声的影响,节约计算资源。首先分析得出对电机振动噪声影响显著的电磁力时空阶次。其次在二维电磁场中,用麦克斯韦应力张量法计算得到永磁辅助同步磁阻电机的径向电磁力,并采用二维傅里叶分解方法对气隙中的电磁力进行时空分解,得到其各时间和空间阶次的谐波幅值,结合准解析计算程序计算电机的振动噪声并进行实验验证。最后对比分析了电机极弧系数、永磁体层数、永磁体充磁方向及形状等对电机振动噪声的影响,得到对振动影响最小的一种转子拓扑结构。该方法可推广到一般永磁辅助同步磁阻电机的振动分析,为永磁辅助同步磁阻电机的初始设计提供方法。

摘要：永磁同步磁阻电动机(PMSRM)是最有希望替代永磁同步电动机(PMSM)的机型之一,但全负载区域高功率因数是PMSRM必须面对和解决的问题。该文应用改进集中参数法结合有限元法对PMSRM全负载区域功率因数特性进行分析,得到其主要包含三种典型状态:轻载区局部下凹状态、轻载区整体下垂状态、全负载区高功率因数状态,同时得到三种状态的分布规律,能够有效指导PMSRM的工程设计。最后,通过5.5kW样机试验,验证了分析结论的正确性。

摘要：针对温升计算过程中材料的温度特性对损耗产生影响的问题,在考虑损耗分布特征的基础上,采用电磁场-温度场的双向耦合计算方法,实现两场信息的反馈并进行迭代热计算。以一台7.5kW电动车用永磁同步电动机为例,建立电磁场和温度场三维耦合模型,运用磁热双向耦合方法计算了电机在额定转速下的温升分布状态。以温升实验测量值为基准,与传统温度场计算采用均匀生热率的计算结果进行对比,验证了双向耦合计算方法的准确性。基于磁热双向耦合的计算方法对车用永磁同步电机温升进行优化设计,针对永磁体温升过高问题,采用永磁体沿轴向分段技术,有效的降低了永磁体上的温升;对永磁体放置方式进行优化,采用V一型转子结构替代V型转子结构,计算得到前者杂散损耗比后者降低57%,通过磁热耦合方法计算得到优化后永磁体和绕组温升分别降低14K和23.3K。

摘要：针对内置式多层磁钢的永磁同步电机提出通过优化电机转子结构抑制电机振动噪声的方法。首先通过基于直接耦合场的有限元仿真方法计算一台额定功率为20 kW的永磁同步电机的声压级。将仿真值与电机噪声实验测得的结果进行对比,其差值小于6.3%,由此验证了该方法仿真计算电机振动噪声的准确性。其次针对内置式多层磁钢永磁同步电机转子结构的特殊性,仿真分析不同磁钢层数对电机振动噪声的影响。进而提出两种优化方法分别对电机转子结构进行优化,优化后可将电机的声压级分别降低8.1%与5.9%,有效抑制了电机的振动噪声。最后通过对比4种不同极槽配合的永磁同步电机的声压级,分析极槽配合对电机振动噪声的影响,从而可在电机设计阶段预估和抑制电机的振动噪声。

摘要：针对永磁同步电机控制系统中变频电源输出电压波形谐波含量高,引起永磁电机附加铁损耗增加的问题,提出一种在变频电源整流和逆变环节中间加入Boost变换器的改进控制方法。首先,建立永磁同步电机及其控制系统的数学分析模型,提高变频电源输出电压波形质量,将Boost变换器引入变频电源的整流环节和逆变环节之间,并建立变频电源系统仿真模型,对改进后的控制方法进行验证。优化结果显示,引入Boost变换器后,变频电源的输出电压波形质量得到有效提升。在此基础上,分析考虑变频电源输出电压谐波含量对永磁电机铁损耗的影响。最后,设计、制作一台额定输出电压为24V的小型变频电源,并搭建实验测试平台,对所提出方法的准确性进行了验证。

摘要：为判断永磁风力发电机定子绕组及永磁体运行时的稳定性,准确计算电机内的温度场非常重要,以一台100kW,100r/min的径向磁通永磁同步风力发电机为例,采用三维有限元法对发电机的温度场进行计算,并分析在计算中某些关键因素对温度场计算结果的影响。通过对计算结果与实验数据的比较分析,验证了计算方法的正确性;得出了一些有意义的结论,可为永磁同步风力发电机的设计提供参考。

摘要：无铁心电动机具有效率高、噪声低等特点,引起了广大学者的关注。本文介绍了’所研制的转子无铁心永磁电动机的基本结构和特点,以8极电动机为例分析了Halbach磁体结构的特点和磁场分布,得到了不同磁体结构的气隙磁密的变化情况。通过对气隙磁密的分析得到了空载主磁通计算方法,然后针对无齿槽电机的特点,提出了无槽绕组的设计方法,研究了无铁心永磁电动机的功角特性。最终给出了样机的试验结果。

摘要：为了满足机械强度要求,高速永磁电机通常采用径向磁通结构。随着非晶合金等新型超薄软磁材料的发展,高速高频轴向磁通永磁电机逐步引起关注。为此,针对一种适合于高速运行的磁极分段式轴向磁通永磁电机转子结构进行研究。建立了该转子结构强度解析计算模型,分别利用解析法和有限元法计算了不同极弧因数、转子轮缘宽度以及转子磁极分段数对转子机械强度的影响规律。同时研究了磁极分段式结构对轴向磁通永磁电机气隙磁密、空载反电动势、齿槽转矩和转矩密度等电磁性能的影响。结果证明采用磁极分段式结构能有效提高转子强度,相关研究工作为高速轴向磁通永磁电机的设计提供参考。

摘要：稀土永磁电机由于其高效、高功率密度的特点,在轨道交通牵引系统的设计中受到了广泛和密切的关注。由于其全封闭式结构,牵引电动机的负载能力主要受限于冷却系统的散热能力。建立了一台永磁牵引电动机的全封闭式自循环空-空冷却系统,通过对参数散热敏感性的分析,确定了适宜的冷却结构参数范围。针对该冷却结构,应用有限公式法进行三维温度场数值计算,确定了散热系统的结构参数,并用流固耦合仿真验算了计算结果。