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兵工学报 2021年第10期42卷 2223-2232页

作者：何明杰彭俊罗英露李伟业中车株洲电力机车研究所有限公司湖南株洲412001 襄阳中车电机技术有限公司湖北襄阳441047

为解决同轴磁齿轮的内转子永磁体极对数、外转子永磁体极对数和调制环齿数选取问题,研究其极数配合规律。介绍同轴磁齿轮的基本结构,推导其气隙磁密解析式;基于磁齿轮气隙磁密谐波分析,对磁齿轮内转子永磁体极对数、外转子永磁体极对数... 详细信息

为解决同轴磁齿轮的内转子永磁体极对数、外转子永磁体极对数和调制环齿数选取问题,研究其极数配合规律。介绍同轴磁齿轮的基本结构,推导其气隙磁密解析式;基于磁齿轮气隙磁密谐波分析,对磁齿轮内转子永磁体极对数、外转子永磁体极对数和调制环齿数的相互配合关系进行研究,给出极对数配合的选取原则;详细对比分析4种不同极对数配合磁齿轮的转矩特性;设计一台内转子永磁体极对数为5、外转子永磁体极对数为19、调制齿个数为24的同轴磁齿轮,并进行样机制造与试验。结果表明:当磁齿轮内转子永磁体极对数与外转子永磁体极对数之和等于调制环齿数时,磁齿轮可获得较高的传动比和较强的转矩输出能力。

关键词：同轴磁齿轮极数配合气隙磁密传动比

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转子极数对无刷双馈电机耦合能力的影响

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电机与控制学报 2008年第6期12卷 634-638页

作者：张凤阁王秀平齐颖沈阳工业大学电气工程学院辽宁沈阳110178 沈阳工程学院电气工程系辽宁沈阳110136 锦州石化公司石化工程设计院辽宁锦州121000

针对目前无刷双馈电机(BDFM)两套不同极数定子绕组之间,耦合能力弱而导致该类型电机功率密度低及性能指标差的问题,以结构简单易于制造的普通凸极磁阻转子BDFM为例,研究了转子极数对电机耦合能力的影响。基于绕组函数理论,对BDFM进行了... 详细信息

针对目前无刷双馈电机(BDFM)两套不同极数定子绕组之间,耦合能力弱而导致该类型电机功率密度低及性能指标差的问题,以结构简单易于制造的普通凸极磁阻转子BDFM为例,研究了转子极数对电机耦合能力的影响。基于绕组函数理论,对BDFM进行了电感参数计算;通过分析电感参数,研究了极数、相同转子极数而不同定子绕组的极数配合和多极凸极磁阻转子对其耦合的影响。研究表明:合适的转子极数和极数配合可以改进BDFM的耦合能力,进而提高其功率密度,改善其性能指标。

关键词：无刷双馈电机耦合能力极数极数配合

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转子极数对无刷双馈电机径向电磁力的影响

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水电能源科学 2019年第10期37卷 120-123,128页

作者：王秀平纪彦伟曲春雨沈阳工程学院电力学院

无刷双馈电机运行时依靠有用磁场分量实现机电能量转化,因而产生径向电磁力不平衡、振动和噪声问题,制约了产业化进程。基于无刷双馈电机径向电磁力的产生机理,借助解析法和有限元分析法,对气隙磁场进行分析,计算出气隙磁密的切向分量,... 详细信息

无刷双馈电机运行时依靠有用磁场分量实现机电能量转化,因而产生径向电磁力不平衡、振动和噪声问题,制约了产业化进程。基于无刷双馈电机径向电磁力的产生机理,借助解析法和有限元分析法,对气隙磁场进行分析,计算出气隙磁密的切向分量,进一步得到不同时刻、不同位置的径向电磁力,从而分析不同极数、极数配合、凸极数等因素对径向电磁力的影响,得出其影响径向电磁力的通用规律。研制了8/4极无刷双馈试验样机并进行了振动试验测试,证明了结论的有效性,为无刷双馈电机的开发设计提供了重要的参考依据。

关键词：无刷双馈电机径向电磁力有限元分析极数配合

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绕线转子无刷双馈电机磁场特征及偏心故障研究

绕线转子无刷双馈电机磁场特征及偏心故障研究

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作者：毛博哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

无刷双馈电机作为一种新型结构电机,与传统电机有较大差异。从结构上看,绕线转子无刷双馈电机定子侧有两套不同极对数的绕组,转子绕组为多相绕组,每相绕组形成自闭合回路;从原理上看,无刷双馈电机正常工作时气隙中同时存在两种极对数磁... 详细信息

无刷双馈电机作为一种新型结构电机,与传统电机有较大差异。从结构上看,绕线转子无刷双馈电机定子侧有两套不同极对数的绕组,转子绕组为多相绕组,每相绕组形成自闭合回路;从原理上看,无刷双馈电机正常工作时气隙中同时存在两种极对数磁场,通过转子实现间接耦合。绕线转子无刷双馈电机的这些特点使其设计难度更高。因此,对该电机基础理论的研究具有重要意义。本文以绕线转子无刷双馈电机为研究对象,研究了无刷双馈电机的绕组结构。基于齿谐波原理,给出了转子绕组的设计方法,并以交流电机绕组理论为基础,通过调整绕组线圈的匝数和跨距,得到两种转子绕组的优化设计方案。以矢量法为理论依据,通过计算机编程分析了不同类型转子绕组的谐波磁势和绕组系数,分析结果表明,优化设计后的转子绕组具有更高的基波绕组系数并降低了气隙磁场的高次谐波磁势含量。对无刷双馈电机磁场的研究中,通常将定子侧产生的两种极对数磁场看作两个系统并分别分析,这种分析方法不能揭示无刷双馈电机磁场的本质规律。针对这一问题,对无刷双馈电机合成磁场特征进行了研究,通过坐标变换,以转子为参考系,揭示了无刷双馈双馈电机合成磁场类似驻波的特征。并根据合成磁场特征,推导了无刷双馈电机的极数配合条件和功角表达式。进一步对功角特性进行研究,得到同步双馈运行方式下,功率绕组功率因数与控制绕组电压相角、电压幅值之间的特性曲线。偏心故障作为一种常见的电机故障,会给电机带来较大伤害。对绕线转子无刷双馈电机偏心故障下的磁场特点和电磁力分布规律的研究可以为转子偏心故障的检测和诊断提供了理论依据,具有重要现实意义。本文建立了2-4对极无刷双馈电机含检测线圈的转子偏心场路耦合模型。对转子偏心后的气隙磁场进行了理论推导和仿真计算。分析结果揭示了偏心故障下,气隙磁场谐波的畸变规律,以及转子齿顶、齿壁电磁力的分布规律。

关键词：无刷双馈电机合成磁场极数配合功角偏心故障

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新型奇数极初级直线开关磁链永磁电机研究

新型奇数极初级直线开关磁链永磁电机研究

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作者：李焱鑫浙江大学

学位级别：硕士

直线开关磁链永磁电机(Linear switched-flux PM Machine, LSFPMM)是直线电机研究领域近年来的研究热点之一。在结构上将永磁体与绕组安放在同一侧,不仅大大降低了成本,而且也保留了普通永磁直线电机的诸多优点,如高推力密度、高系统效... 详细信息

直线开关磁链永磁电机(Linear switched-flux PM Machine, LSFPMM)是直线电机研究领域近年来的研究热点之一。在结构上将永磁体与绕组安放在同一侧,不仅大大降低了成本,而且也保留了普通永磁直线电机的诸多优点,如高推力密度、高系统效率等。通常,LSFPMM都由相应的旋转式开关磁链永磁电机展开得到,这是从旋转电机的角度来考虑这一问题,但直线电机具有自身的特点,结构上能够有更多的选择。本文正是从直线电机自身的特点出发,提出了奇数极初级LSFPMM结构,并对其展开分析和研究。从内容上来看,本文从多个方面分析了奇数极初级LSFPMM.首先,对LSFPMM的运行原理和数学模型进行了介绍,并在电机数学模型的基础上,讨论了电机初级极数的选择公式。根据直线电机的特点,得到了初级极数可以选择奇数的结论,并通过简单的数学推导得到了电机次级极数的选择原则以及绕组连接方式,确定了奇数极初级LSFPMM的基本理论。紧接着,根据分析的LSFPMM初/次级极数选取原则,本文选择了9/10初/次级LSFPMM,利用有限元分析(Finite element analysis, FEA)进行研究,详细分析了计算结果,从而进一步掌握了这种电机的特性。为了解决气隙磁场调节困难的问题,本文也研究了9/10初/次级LSFPMM的机械调磁性能,确定了机械调磁铁块的设计原则以及调磁状态下的电机性能,表明了机械调磁的调磁能力,特别是法向力在应用机械调磁后能够显著减小,有利于电机的安装与拆卸。最后,分析了方便加工时电机结构调整对性能的影响。这一系列循序渐进的分析,包括了LSFPMM整个本体系统。本文研究了奇数极初级LSFPMM本体部分的相关内容,得到了一些比较有用的结论,可为奇数极初级LSFPMM的优化设计与分析提供有利的帮助。

关键词：开关磁链直线电机极数配合推力波动机械调磁

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