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不等极弧结构永磁同步电机噪声和转矩特性

浙江大学学报（工学版） 2018年第11期52卷 2210-2217页

作者：李全峰黄苏融黄厚佳上海大学机电自动化工程学院上海200072 上海电机学院电气工程学院上海201306

对转子采用表贴式不等极弧结构的车用永磁同步电动机的转矩和噪声特性进行综合分析.通过试验测得其在有风扇和无风扇负载运行时的噪声频谱,诊断噪声源的主要频率成分.根据离散傅里叶分解理论,推导出单极极弧系数不等和相等2种结构下转... 详细信息

对转子采用表贴式不等极弧结构的车用永磁同步电动机的转矩和噪声特性进行综合分析.通过试验测得其在有风扇和无风扇负载运行时的噪声频谱,诊断噪声源的主要频率成分.根据离散傅里叶分解理论,推导出单极极弧系数不等和相等2种结构下转子磁动势的谐波分布,得到单极极弧系数不等结构电机主要电磁力波的幅值和频率.结果表明,单极极弧系数不等结构虽然有效地降低了齿槽转矩幅值,但同时引入了更多的转子磁动势谐波分量;当转子结构对称时,转子永磁体磁场只存在奇数次谐波,而当转子结构不对称时,不但会产生偶数次谐波分量,还可能会出现分数次谐波分量,使径向电磁力波幅值增大,从而导致电机振动噪声特性变差.通过有限元计算证实了理论推导的正确性,并总结了原方案电机电磁噪声较大的原因.

关键词：永磁同步电动机(PMSM) 电磁噪声齿槽转矩不等极弧离散傅里叶分析

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表贴式永磁电机转子偏心故障快速诊断研究

电机与控制学报 2019年第12期23卷 48-58,67页

作者：李全峰黄厚佳黄苏融李琳红上海大学机电自动化工程学院上海200072 上海电机学院电气学院上海201306 上海电气集团上海电机厂有限公司上海201199

针对表贴式永磁同步电动机(SPMSM)运行时转子发生偏心故障问题,提出一种利用振动速度频谱分析来快速诊断的方法。首先,运用解析法推导出转子未偏心时径向电磁力波(REFW)表达式,在此基础上通过引入静偏心修正系数ε(θ)和动偏心修正系数... 详细信息

针对表贴式永磁同步电动机(SPMSM)运行时转子发生偏心故障问题,提出一种利用振动速度频谱分析来快速诊断的方法。首先,运用解析法推导出转子未偏心时径向电磁力波(REFW)表达式,在此基础上通过引入静偏心修正系数ε(θ)和动偏心修正系数εd(θ),进一步推导出转子静偏心和动偏心时径向电磁力波解析表达式。通过解析分析表明:当转子静偏心时会新增阶数为(r±1),频率为kf 1的电磁力波分量;而转子动偏心时会新增阶数为(r±1),频率为(k±1/p)f 1的电磁力波分量。其次,运用有限元法(FEM)通过两台表贴式永磁电机实例验证了解析分析结果。最后,通过无线振动测试实验来验证运用该振动速度频谱分析法快速诊断电机转子发生偏心故障的可行性。

关键词：表贴式永磁同步电动机偏心故障诊断径向电磁力波振动速度频谱有限元仿真

小功率表贴式永磁同步电机径向电磁力波特性研究

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电机与控制应用 2018年第8期45卷 74-79页

作者：黄厚佳李全峰徐余法上海电机学院电气学院上海200120 上海大学机械与自动化学院上海200444 上海第二工业大学上海201209

采用解析法推导出表贴式永磁同步电机径向电磁波的解析表达式,在此基础上求取了径向电磁力波分量的幅值、阶次和频率。分析了径向气隙磁密谐波对径向电磁力波的影响,提出了运用3p阶气隙磁密谐波削弱二倍频径向电磁力波,进而降低电机振... 详细信息

采用解析法推导出表贴式永磁同步电机径向电磁波的解析表达式,在此基础上求取了径向电磁力波分量的幅值、阶次和频率。分析了径向气隙磁密谐波对径向电磁力波的影响,提出了运用3p阶气隙磁密谐波削弱二倍频径向电磁力波,进而降低电机振动噪声的方法。建立有限元仿真模型对所提出的方法进行验证,证明了所提方法的正确性。

关键词：表贴式永磁同步电机振动噪声径向电磁力波有限元仿真模型

基于有限元法的永磁同步电机定子固有频率研究

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电机与控制应用 2019年第4期46卷 65-70页

作者：黄厚佳李全峰徐余法上海电机学院电气学院上海201306 上海大学机电自动化工程学院上海200072 上海第二工业大学上海201209

定子模态分析是研究永磁同步电机(PMSM)电磁振动噪声的重要环节,对定子固有频率进行准确预测是抑制PMSM电磁振动噪声的基础。运用解析法分析了影响定子固有频率的主要因素。建立了定子系统各部分有限元仿真模型,通过有限元仿真和相关数... 详细信息

定子模态分析是研究永磁同步电机(PMSM)电磁振动噪声的重要环节,对定子固有频率进行准确预测是抑制PMSM电磁振动噪声的基础。运用解析法分析了影响定子固有频率的主要因素。建立了定子系统各部分有限元仿真模型,通过有限元仿真和相关数据处理分析研究了绕组、机壳和端盖对定子固有频率的影响。结果表明:当绕组等效弹性模量低于某一临界值时,会使定子固有频率降低,而高于该临界值时,会使定子固有频率升高;机壳和端盖均会使定子的固有频率大幅度提高。

关键词：永磁同步电机固有频率电磁振动噪声有限元仿真

基于波形重构法的永磁电机电磁振动噪声计算研究

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电机与控制应用 2019年第5期46卷 11-16页

作者：黄厚佳李全峰徐余法上海电机学院电气学院上海201306 上海大学机电工程与自动化学院上海200072 上海第二工业大学上海201209

提出了基于波形重构法的径向气隙磁密和径向电磁力波解析计算方法,简化了永磁电机电磁振动和噪声(EVAN)的计算过程,解决了永磁电机径向电磁力波计算较为复杂的难题。首先介绍了波形重构法计算永磁电机EVAN的理论依据。然后,以1台永磁电... 详细信息

提出了基于波形重构法的径向气隙磁密和径向电磁力波解析计算方法,简化了永磁电机电磁振动和噪声(EVAN)的计算过程,解决了永磁电机径向电磁力波计算较为复杂的难题。首先介绍了波形重构法计算永磁电机EVAN的理论依据。然后,以1台永磁电机为例,详细介绍了运用波形重构法计算永磁电机电磁振动噪声的具体步骤。最后,对电机EVAN进行多物理场有限元仿真,将波形重构法计算结果与有限元仿真结果对比,在误差允许范围内二者的计算结果具有一致性,由此验证了波形重构法计算电机EVAN的准确性。

关键词：永磁电机电磁振动和噪声波形重构法有限元仿真

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工业用小型超高效异步电动机能效设计

上海电机学院学报 2018年第6期21卷 41-47页

作者：邹雁芝李全峰黄厚佳范辉上海电机学院电气学院上海201306

为探究提高小型异步电动机运行效率及功率因数的综合设计方法,对现有1.1kW工业用小型高效异步电动机定、转子结构及制造材料特性进行了分析。针对电动机损耗特点,在电动机结构方面,分别选取气隙长度、定转子槽型和绕组形式等参数来设计... 详细信息

为探究提高小型异步电动机运行效率及功率因数的综合设计方法,对现有1.1kW工业用小型高效异步电动机定、转子结构及制造材料特性进行了分析。针对电动机损耗特点,在电动机结构方面,分别选取气隙长度、定转子槽型和绕组形式等参数来设计电磁优化方案;在电动机材料方面,采用铸铜笼型转子和新型硅钢片实现电动机运行效率的进一步提升。利用有限元法设计分析,分别从电动机结构和材料上得到了单独优化方案,并在综合考虑电磁、结构、材料和成本等因素后确定了电动机的最终优化设计方案。最后试验测试证实该方案可将原电动机负载运行效率提高0.51%,功率因数提高0.008 2。

关键词：超高效异步电动机降耗措施优化设计有限元仿真

基于有限元法的无刷交流励磁机空载特性分析及额定励磁电流计算

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电机与控制应用 2019年第3期46卷 58-63页

作者：姚维康徐余法黄厚佳闫鑫洋上海电机学院电气学院

针对无刷交流励磁机铁心结构的复杂性和铁磁材料饱和特性的影响,采用非线性有限元法,利用有限元软件Maxwell,建立无刷交流励磁机的二维模型,对空载特性及额定励磁电流进行研究分析。以1台28kW无刷交流励磁机为例,对电机气隙磁场仿真分... 详细信息

针对无刷交流励磁机铁心结构的复杂性和铁磁材料饱和特性的影响,采用非线性有限元法,利用有限元软件Maxwell,建立无刷交流励磁机的二维模型,对空载特性及额定励磁电流进行研究分析。以1台28kW无刷交流励磁机为例,对电机气隙磁场仿真分析并求取空载特性。计算所得的基波电势与实测结果相符,为此类电机电磁场的设计提供理论依据。在此基础上通过场路耦合的方法,用外电路来模拟额定负载工况,计算出额定工况下的励磁电流。该方法具有实用性,可为一般的交流励磁机励磁电流计算提供参考。

关键词：无刷交流励磁机有限元法空载特性励磁电流

基于VBA的Maxwell二次开发在无刷交流励磁机电磁计算中的应用

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电机与控制应用 2018年第12期45卷 82-87页

作者：姚维康徐余法黄厚佳闫鑫洋上海电机学院电气学院上海201306

针对无刷交流励磁机复杂的结构特点,将Maxwell 16. 0作为开发平台,使用Visual Basic for Application(VBA)程序开发语言,对该电机的建模、添加材料、施加激励、剖分以及后处理进行二次开发。对无刷交流励磁机建模中的定子绕组、磁极、... 详细信息

针对无刷交流励磁机复杂的结构特点,将Maxwell 16. 0作为开发平台,使用Visual Basic for Application(VBA)程序开发语言,对该电机的建模、添加材料、施加激励、剖分以及后处理进行二次开发。对无刷交流励磁机建模中的定子绕组、磁极、转子槽、电枢绕组实现参数化,具有一键求解、自动剖分和后处理的自动出图等功能。基于Excel的开发平台,设计可视化界面,加强人机的信息交互,减少重复性的步骤,提高设计人员的效率,缩短电机的设计周期。

关键词：无刷交流励磁机二次开发电磁计算

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单磁极加长降低表贴式永磁电机齿槽转矩

电机与控制应用 2018年第12期45卷 55-59,92页

作者：黄厚佳李全峰徐余法黄苏融上海电机学院电气学院上海201306 上海大学机电自动化工程学院上海200072 上海第二工业大学上海201209

针对表贴式永磁电机存在的齿槽转矩问题,提出运用单磁极加长的方法来降低电机齿槽转矩。运用解析法推导出电机单磁极加长后齿槽转矩解析表达式,通过傅里叶分析,得到对电机齿槽转矩具有重要影响的变量B_(r(vz))。引入磁极加长系数η,研... 详细信息

针对表贴式永磁电机存在的齿槽转矩问题,提出运用单磁极加长的方法来降低电机齿槽转矩。运用解析法推导出电机单磁极加长后齿槽转矩解析表达式,通过傅里叶分析,得到对电机齿槽转矩具有重要影响的变量B_(r(vz))。引入磁极加长系数η,研究如何选取η的数值削弱齿槽转矩。通过有限元仿真验证了所提方法的有效性。结果表明:通过合理选取磁极加长系数,将与齿槽转矩关键谐波分量有关的B_(r(vz))削减为零可有效降低电机齿槽转矩。

关键词：表贴式永磁电机单磁极加长齿槽转矩傅里叶分析有限元仿真