摘要：为提高全封闭永磁电机的功率密度,以一台全封闭空冷190 kW永磁电机为例,基于计算流体力学和传热学理论,建立电机的三维全域流体与固体耦合的数学模型,给出了电机各个部件的导热系数。采用有限体积法对流体场与温度场进行耦合计算,得到了电机的散热系数及整体的温度分布。此外,分析了不同结构参数对电机内部流线速度的影响,不同定子通风口数量和尺寸对电机温度分布的影响。研究结果表明,有效的通风孔数量和尺寸能够有效降低电机的温度,为全封闭永磁电机的通风系统设计提供了理论依据。

摘要：为削弱永磁风力发电机的齿槽转矩,提高电机性能,采用了在定子上开辅助槽和将永磁体改为面包型的方法。通过能量法分析齿槽转矩的产生机理,探讨了定子辅助槽和面包型永磁体对发电机齿槽转矩的影响;利用有限元软件建立20极36槽表贴式永磁同步发电机模型,基于该模型对其开设辅助槽的数量、槽间距、槽口宽度以及辅助槽深度等相关参数对齿槽转矩的影响进行分析,最终确定辅助槽的最佳设计方案;还研究了面包型永磁体对齿槽转矩的影响。结果表明,采用定子开设辅助槽和面包型永磁体的措施可以有效抑制发电机的齿槽转矩。

摘要：采用一种新型材料——非晶合金作为轴向磁通永磁(AFPM)电机的定子铁心。研制非晶合金和硅钢片两种材料的定子铁心,对其损耗特性进行对比,实验数据显示非晶合金替代常规硅钢片作为电机铁心,能够降低电机的铁耗,但是同时由于高频率的选择使得电机转子部分等损耗有所增加。为进一步提高非晶合金轴向磁通永磁电机冷却效率,优化电机设计保证电机的安全运行,对该类电机的冷却系统进行设计。研究四种冷却结构并建立相应的三维流体场数学模型和物理模型,基于计算流体力学(CFD)理论基础,通过有限体积法,在相同的计算条件、网格划分前提下,研究四种冷却结构的热特性和流动特性。优选出螺旋型结构并对其进行具体尺寸参数设计,最后对无隔水板和螺旋结构进行温升试验。试验结果表明,螺旋结构的绕组和转子冷却效率高出无隔水板结构33.1%和26.5%,为该类新型材料的永磁电机冷却结构设计及电磁方案优化提供了指导。

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,利用电磁场与温度场双向耦合的分析方法,并在求解过程中计及损耗的空间分布,从而实现高速永磁电机温升的准确计算。以一台15kW表贴式高速永磁体同步电机为例,考虑电机各部件装配间隙,运用磁热耦合方法计算了电机在额定转速时的温升情况,与传统温度场加载热密度法计算结果对比,并通过温升实验验证了双向耦合计算方法的准确性。以磁热耦合研究方法为基础,对高速电机护套的选材问题进行探讨,提出在护套上加装适当厚度的铜屏蔽层来降低损耗与温升,同时分析表贴式与内置式转子结构对对电机损耗与温升的影响,为高速永磁电机转子结构设计提供可靠有效的参考依据。

摘要：非晶合金材料具有出色的低损耗特性,利用非晶合金替代硅钢片制作轴向磁通永磁电机铁心可有效降低电机铁心损耗,但替代后的非晶合金电机的损耗结构也将发生改变。在电机初始设计阶段,快速准确计算出电机的空载铁耗是轴向磁通非晶合金电机设计及优化的关键。该文针对3D时步有限元计算耗时长的问题,改进现有多环等效模型计算方法,推导了气隙磁密、定子铁心损耗和永磁体涡流损耗的解析解,构建了空载铁耗的解析计算模型。利用3D有限元对解析模型计算值进行了验证,结果显示解析计算模型计算误差仅为9.42%。利用该解析模型分析槽口和气隙长度对空载铁耗的影响,结果显示采用减小槽口宽度降低空载铁耗的效果更为明显。

摘要：针对皮带运输用永磁外转子电动滚筒电机散热能力弱、转矩密度低、绕组温度高等问题,设计了一套基于710 kW电动滚筒的水冷系统,该系统通过流固耦合的方法建立三维场求解模型,并进行求解计算。同时分析了水道构型、水流量、水套外径、壁厚、水道数量、高度等参数对温升的影响。通过仿真分析和温升试验,验证了所设计的水冷系统有利于提高电动滚筒的散热能力,为进一步提高电动滚筒的转矩密度提供参考依据。

摘要：有限公式法是一种类似有限积分技术的新型数值计算方法,其应用及理论研究仍在完善中。基于有限公式法下温度场代数场控制方程及其三维离散格式,该文对通用化程序编制中的对流散热边界条件简化处理、基于单元分析的模块化程序设计、计算数据前后处理等问题做了相关工作。讨论了有限公式法在三维复杂求解域问题中适用性与计算性能,并从数值计算角度验证了线性插值下有限公式法具有二阶计算精度。最后,结合3台不同结构、冷却方式的永磁电机三维温度场分析来说明有限公式法在复杂求解域问题上计算的准确性。就文中仿真算例而言,在相同网格、求解自由度以及求解迭代算法下,有限公式法比有限元法节约计算时间在12%~71.5%,两者计算占用内存基本一致。

摘要：针对球磨机用无齿轮直驱环形永磁同步电机转速低、载荷重和转矩大的特点,介绍了一种环形转子支架的设计方法。首先,依据设计方案推算出转子支架的主要尺寸;然后,利用Creo软件建立了在承受固定载荷下的转子支架模型,确保整体结构的强度和刚度;最后,通过ANSYS有限元分析软件对转子支架进行仿真分析,验证设计方案的正确性和可行性。

摘要：针对永磁同步伺服电机易受负载扰动及自身参数变化影响的特点,基于线性矩阵不等式(linear matrix inequality,LMI),提出了一种针对永磁同步伺服电机的混合H 2/H∞鲁棒预测控制器设计方法。该控制器在保证永磁同步伺服电机控制系统在负载突然变化时起到抑制作用,既保证了系统的快速响应和稳定性,同时还使该系统对外界以及自身扰动具有较好的鲁棒性。并且,在Matlab/Simulink中进行仿真研究,并且与传统的PI调节器相比较,证明了该控制器的可行性。

摘要：本文对一台采用内置V型磁极结构的永磁同步电机进行低转矩脉动设计。首先,基于有限元方法,通过参数化仿真,确定了永磁体V形夹角对转矩脉动的影响。然后,以降低转矩脉动为目标设计转子结构,通过不等宽度隔磁桥与转子开孔设计,降低转矩脉动。仿真结果表明,转子采用新结构以后,不仅低了转矩脉动,同时利用转子铁磁材料的磁饱和效应,对加工误差有一定的容许度,具有良好的稳健性。