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分数槽集中绕组永磁同步电机设计与分析

南京航空航天大学学报 2018年第3期50卷 329-335页

作者：姜仁华刘闯宁银行王承宇南京航空航天大学自动化学院南京211106 上海电机学院电气学院上海201306

分数槽集中绕组永磁同步电机由于转矩密度高、弱磁性能好、齿槽转矩小和效率高等特点,广泛应用于航空航天、电动汽车等领域。本文研究了机载雷达伺服系统用分数槽集中绕组永磁同步电机,建立了电机的解析模型,分析了长径比、裂比、磁密... 详细信息

分数槽集中绕组永磁同步电机由于转矩密度高、弱磁性能好、齿槽转矩小和效率高等特点,广泛应用于航空航天、电动汽车等领域。本文研究了机载雷达伺服系统用分数槽集中绕组永磁同步电机,建立了电机的解析模型,分析了长径比、裂比、磁密系数等设计参数对电机性能的影响规律。结果表明,电机的输出转矩和质量分别与定子外径D3os,D2os成正比,绕组端部比重与长径比λ成反比,综合转矩密度和绕组端部比重两个因素,λ宜在0.2~0.4范围内选择。当定子裂比γ增加时,转矩密度先增大后减小,为使转矩密度最大,γ宜在0.6~0.8范围内选择。当磁密系数χ增加时,输出转矩先增大后减小,为使输出转矩最大,χ宜设计在1.75附近。基于理论分析和仿真计算,文中设计并加工了一台45槽38极分数槽集中绕组永磁同步电机,最后通过实验测试了其性能。

关键词：分数槽集中绕组永磁同步电机长径比裂比磁密系数

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分数槽集中绕组永磁电机弱磁性能研究

微电机 2020年第3期53卷 26-32页

作者：王承宇刘闯中船重工第七一五研究所杭州310023 南京航空航天大学自动化学院南京210016

对于分数槽集中绕组电机,其绕组磁场中除整数次谐波外还含有分数次谐波,这些谐波分量使电机的直轴电感大大增加,提高了电机的弱磁调速性能。然而在不同极槽组合下,绕组磁场各次谐波分量变化十分复杂,因此有必要研究不同绕组形式下绕组... 详细信息

对于分数槽集中绕组电机,其绕组磁场中除整数次谐波外还含有分数次谐波,这些谐波分量使电机的直轴电感大大增加,提高了电机的弱磁调速性能。然而在不同极槽组合下,绕组磁场各次谐波分量变化十分复杂,因此有必要研究不同绕组形式下绕组电感的变化规律。本文首先建立了表贴式永磁电机绕组磁场的解析模型,分析了相电感各部分组成与谐波磁场的对应关系,给出了绕组磁场谐波频谱和相电感的解析表达式和详细推导过程。利用该方法计算了常用极槽组合下电机的谐波漏感系数,得出电机电感值与极槽组合的变化规律。最后,采用有限元仿真和实验对上述结论进行了验证。研究结果显示,采用分数槽集中绕组能使电机弱磁能力有明显的提升。

关键词：分数槽集中绕组弱磁谐波漏感极槽组合

分数槽集中绕组永磁交流伺服电机定子磁动势及绕组系数分析

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微电机 2012年第4期45卷 1-7页

作者：田园园莫会成西安交通大学西安710049 西安微电机研究所西安710077

本文根据绕组电流产生磁动势的基本原理,使用Matlab软件对典型常用的几种分数槽集中绕组单元电机的定子磁势进行傅里叶级数展开,得到分数槽集中绕组磁势各次谐波的频谱图。通过对频谱的分析,得到分数槽集中绕组永磁交流伺服电机定子磁... 详细信息

本文根据绕组电流产生磁动势的基本原理,使用Matlab软件对典型常用的几种分数槽集中绕组单元电机的定子磁势进行傅里叶级数展开,得到分数槽集中绕组磁势各次谐波的频谱图。通过对频谱的分析,得到分数槽集中绕组永磁交流伺服电机定子磁势的谐波分布规律。在磁势谐波频谱的基础上分析了分数槽集中绕组的绕组系数,得到了绕组系数分布规律及绕组系数表。为分析解决分数槽集中绕组永磁交流伺服电机其它问题打下基础,为电机的设计提供依据。

关键词：分数槽集中绕组永磁电机磁动势绕组系数谐波分析

基于绕组函数法的分数槽集中绕组永磁同步电机电感参数研究

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电工技术学报 2015年第13期30卷 150-157页

作者：佟文明吴胜男安忠良沈阳工业大学国家稀土永磁电机工程技术研究中心沈阳110870

利用绕组函数法量化分析分数槽集中绕组永磁同步电机相对于整数槽绕组电机的自感与互感特性,并推导出通用性规律,得出不同每极每相槽数时分数槽集中绕组永磁同步电机电感参数与同极数整数槽绕组的比值规律。利用有限元分析工具对该类绕... 详细信息

利用绕组函数法量化分析分数槽集中绕组永磁同步电机相对于整数槽绕组电机的自感与互感特性,并推导出通用性规律,得出不同每极每相槽数时分数槽集中绕组永磁同步电机电感参数与同极数整数槽绕组的比值规律。利用有限元分析工具对该类绕组永磁同步电机的交直轴同步电抗进行分析,总结内置式转子磁极结构、带极靴表面式转子磁极结构分数槽集中绕组永磁同步电机的凸极率特性,并通过实验对计算结果进行验证。

关键词：分数槽集中绕组永磁同步电机自感互感同步电抗

分数槽集中绕组双转子感应电机电磁耦合特性的分析

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微电机 2019年第9期52卷 34-40页

作者：许祥威骆皓侍正坤赵家欣倪喜军南京工程学院电力工程学院南京210013 天津瑞能电气有限公司天津300381 南京南瑞继保电气有限公司南京211100

由于传统双馈感应发电机的功率因数随极对数增加而显著降低,无法实现直驱,提出一种分数槽集中绕组双转子电机,定转子采用分数槽集中绕组,利用定子磁动势极对数频谱中的一对主导分量进行双转子交流励磁,提高电磁功率,显著提升了电机转矩... 详细信息

由于传统双馈感应发电机的功率因数随极对数增加而显著降低,无法实现直驱,提出一种分数槽集中绕组双转子电机,定转子采用分数槽集中绕组,利用定子磁动势极对数频谱中的一对主导分量进行双转子交流励磁,提高电磁功率,显著提升了电机转矩密度。介绍分数槽集中绕组双转子感应电机的基本结构及工作原理,依据分数槽集中绕组理论分析了它的电磁耦合特性,并推导了电感参数的一般表达式,利用解析法计算电感参数,分析了高次谐波对电感参数的影响。最后,通过对比有限元分析与理论分析的电感参数结果,理论分析与仿真结果基本吻合。

关键词：分数槽集中绕组互感双绕组励磁电磁耦合绕组函数

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分数槽集中绕组高效内置式永磁同步电机研究

微电机 2019年第1期52卷 17-20,25页

作者：郑军洪孙国伟陈汉锡广东美芝制冷设备有限公司广东顺德528333

采用高绕组系数的槽极配合方案,是高效永磁同步电机设计的重要技术方案。使用有限元软件仿真分析,针对分数槽集中绕组高效永磁同步电机进行研究,包括12槽8极、12槽10极星型绕组、12槽10极星-三角混合绕组。分析了影响电机效率的绕组系... 详细信息

采用高绕组系数的槽极配合方案,是高效永磁同步电机设计的重要技术方案。使用有限元软件仿真分析,针对分数槽集中绕组高效永磁同步电机进行研究,包括12槽8极、12槽10极星型绕组、12槽10极星-三角混合绕组。分析了影响电机效率的绕组系数、绕组磁动势谐波、转子涡流损耗要素,仿真计算电机效率,并实测电机效率,验证了12槽10极星-三角混合绕组电机效率提升明显。通过仿真计算定子模态来避免与低阶径向电磁力发生共振,并实测电机振动,得到12槽10极星-三角混合绕组电机振动变大的结果。综合对比电机效率和电机振动,为高效永磁电机的开发设计方案选择提供参考依据。

关键词：内置式永磁电机分数槽集中绕组高效电机星-三角混合绕组电磁振动

分数槽集中绕组永磁电动机的槽极选择与径向力分析

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微特电机 2017年第8期45卷 41-44页

作者：朱兴旺黄开胜赖文海刘丰吴帮超广东工业大学广州510006

介绍了分数槽集中绕组永磁交流电动机槽极选择的主要依据。简要介绍了永磁电机径向力波分析的理论,重点分析了分数槽集中绕组永磁交流电动机的主要谐波类型。利用有限元分析方法计算了10极分数槽集中绕组永磁交流电动机的谐波磁场,进行... 详细信息

介绍了分数槽集中绕组永磁交流电动机槽极选择的主要依据。简要介绍了永磁电机径向力波分析的理论,重点分析了分数槽集中绕组永磁交流电动机的主要谐波类型。利用有限元分析方法计算了10极分数槽集中绕组永磁交流电动机的谐波磁场,进行了径向力波分析。综合对比不同槽数下电动机的绕组系数、低阶力波含量和齿槽转矩,选择出合适的槽极配合。

关键词：分数槽集中绕组槽极选择谐波磁场径向力波有限元永磁交流电动机

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分数槽集中绕组无刷直流电动机绕组结构对比

微特电机 2012年第6期40卷 75-76页

作者：朱智平章黎明陈方红横店集团联宜电机有限公司浙江东阳322118

以6槽8极无刷直流电动机为例,介绍了分数槽集中绕组电机绕组结构包括单层结构和双层结构,通过Ansoft设计软件计算和样机测试对比,得出两者之间由于电感差异引起的机械特性的变化,为正确合理地应用单层绕组结构和双层绕组结构提供了思路。

关键词：无刷直流电动机分数槽集中绕组电感机械特性

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分数槽集中绕组永磁同步电机参数化设计研究

分数槽集中绕组永磁同步电机参数化设计研究

作者：刘伟哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

本文对分数槽集中绕组永磁同步电机的结构、性能特点以及参数设计进行了分析研究。论文首先分析了分数槽集中绕组电机的技术特点。在保证电机的性能指标和其他条件相同的前提下,分别对不同极槽配合的电机建立了有限元分析模型,通过仿真... 详细信息

本文对分数槽集中绕组永磁同步电机的结构、性能特点以及参数设计进行了分析研究。论文首先分析了分数槽集中绕组电机的技术特点。在保证电机的性能指标和其他条件相同的前提下,分别对不同极槽配合的电机建立了有限元分析模型,通过仿真,从电机的效率、转矩性能、电机去磁风险等方面对不同的设计方案进行了对比分析。针对电机的转矩特性建立了数学模型,对影响电机低速转矩性能的几个关键参数进行分析,重点分析了定子裂比、每相串联匝数和永磁体参数对电机转矩性能的影响。针对转矩波动问题,分析了内置式永磁同步电机的极靴形状优化对转矩波动的影响,并以实际样机设计为例,具体说明了如何通过合理设计这几个电磁参数和优化极靴形状提高电机的低速转矩性能。弱磁扩速一直是永磁同步电机发展的瓶颈,论文对影响电机理想最高转速和功率输出能力的几个重要电磁参数进行了分析,重点对永磁磁链和直轴电感对电机弱磁扩速能力的影响进行了理论分析和有限元仿真。针对永磁同步电机低速转矩和弱磁扩速范围互相制约的问题,提出了兼顾电机的低速转矩性能和最高转速的参数设计方法。D、Q轴电感是影响永磁同步电机性能的重要参数,也是电机设计分析的难点;D、Q轴电感的预测直接关系到整个电机控制系统的性能。论文运用有限元软件对影响永磁电机电感的关键因素进行了分析和仿真,并就具体的电机设计了实验测试方法,对实验结果与仿真进行了对比分析。最后研制了实验样机,通过对样机实验数据和理论计算结果的对比,分析了实验和理论设计的误差来源,证明了本文对分数槽集中绕组永磁同步电机性能分析的正确性。

关键词：永磁同步电机分数槽集中绕组弱磁扩速 D、Q轴电感