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基于ANSYS Maxwell的永磁直流空心杯电机三维仿真分析

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微特电机 2024年第5期52卷 18-21页

作者：马超葛发华刘勇曾晓松卓亮孟繁懿贵州航天林泉电机有限公司贵阳550081 国家精密微特电机工程技术研究中心贵阳550081

以某型永磁直流伺服空心杯电机为例,利用ANSYS Maxwell软件建立三维有限元分析模型,对零件赋予材料属性及设置激励源,通过改进外电路设置及网格剖分方法,得到模型在稳态的磁场分布及瞬态的输出特性结果。对比3款电机的有限元与实测结果... 详细信息

以某型永磁直流伺服空心杯电机为例,利用ANSYS Maxwell软件建立三维有限元分析模型,对零件赋予材料属性及设置激励源,通过改进外电路设置及网格剖分方法,得到模型在稳态的磁场分布及瞬态的输出特性结果。对比3款电机的有限元与实测结果,结果表明,模拟数值与实测数值偏差均在5%以内,验证该有限元分析方法具有较高的准确性,为该类型电机的正向设计及优化提供理论依据。

关键词：空心杯电机有限元分析 ANSYS Maxwell

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空心杯电机永磁体不同拓扑结构的比较分析

微特电机 2022年第10期50卷 20-23页

作者：袁永杰郑文鹏尤莹赵金磊李立娜中国电子科技集团公司第二十一研究所上海200233 西安现代控制技术研究所西安710065

介绍了空心杯电机永磁体常用的结构形式,并针对瓦片形磁钢和环形磁钢、径向充磁和平行充磁、有无磁轭等六种永磁体的拓扑结构,通过有限元仿真分析了不同拓扑结构的优缺点。结果表明,在相同的电机体积下,平行充磁环形磁钢具有最大的平均... 详细信息

介绍了空心杯电机永磁体常用的结构形式,并针对瓦片形磁钢和环形磁钢、径向充磁和平行充磁、有无磁轭等六种永磁体的拓扑结构,通过有限元仿真分析了不同拓扑结构的优缺点。结果表明,在相同的电机体积下,平行充磁环形磁钢具有最大的平均气隙磁密和接近正弦的气隙磁密波形,优于其他拓扑结构;在环形磁钢和导磁轭总体积一定的情况下,环形磁钢可不用导磁轭,因为环形磁钢增加导磁轭所带来的磁通增加不足以弥补磁钢体积减小带来的磁通损失。这两个结果为空心杯电机的永磁体选型提供了依据。计算了不同拓扑结构相应的计算极弧系数,为空心杯电机使用磁路法计算电机参数提供了参考。

关键词：空心杯电机极弧系数瓦片型磁钢环形磁钢

基于Ansoft Maxwell的永磁直流空心杯电机有限元分析

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微电机 2023年第8期56卷 8-11页

作者：孟繁懿蒲祖萌马超贵州航天林泉电机有限公司贵阳550008 国家精密微特电机工程技术研究中心贵阳550000

永磁直流空心杯电机是空心杯电机的一种,体积小重量轻、转动惯量小、工作效率高、功率密度高,在航空航天及国防军事装备领域得到广泛的应用。以永磁直流空心杯电机为模型,运用Ansoft Maxwell软件搭建仿真模型,进行网格剖分、材料赋予及... 详细信息

永磁直流空心杯电机是空心杯电机的一种,体积小重量轻、转动惯量小、工作效率高、功率密度高,在航空航天及国防军事装备领域得到广泛的应用。以永磁直流空心杯电机为模型,运用Ansoft Maxwell软件搭建仿真模型,进行网格剖分、材料赋予及激励源等设置。求解并分析模型在稳态的磁场分布及瞬态的输出特性,为电机的设计与优化提供参考依据。

关键词：空心杯电机 Ansoft Maxwell 有限元分析

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环形磁钢空心杯电机空载漏磁系数的计算

微特电机 2022年第9期50卷 25-28页

作者：袁永杰郑文鹏魏学鹏赵金磊李立娜中国电子科技集团公司第二十一研究所上海200233 西安现代控制技术研究所西安710065

针对环形磁钢空心杯电机的特殊磁路进行了分析,并给出了磁路模型。根据模型列出了空载漏磁系数的解析表达式,并针对两款不同机座号的电机进行了计算,计算结果与磁力线法、磁矢位法两种有限元方法的计算结果相吻合,验证了该解析表达式的... 详细信息

针对环形磁钢空心杯电机的特殊磁路进行了分析,并给出了磁路模型。根据模型列出了空载漏磁系数的解析表达式,并针对两款不同机座号的电机进行了计算,计算结果与磁力线法、磁矢位法两种有限元方法的计算结果相吻合,验证了该解析表达式的正确性,为环形磁钢空心杯电机的磁路计算提供了依据。

关键词：空心杯电机环形磁钢漏磁系数

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基于H桥驱动的空心杯电机控制研究

微特电机 2023年第12期51卷 61-65页

作者：钱儿孙耀程方文逸中国电子科技集团公司第二十一研究所上海200233

H桥驱动被广泛应用于直流电机控制,通过控制H桥各功率器件的导通状态,可以对直流电机进行转向及调速控制。空心杯电机具有特殊的结构及电磁设计,多应用于快速响应系统中。通过介绍和分析H桥各种控制方式,结合空心杯电机特殊的电气性能,... 详细信息

H桥驱动被广泛应用于直流电机控制,通过控制H桥各功率器件的导通状态,可以对直流电机进行转向及调速控制。空心杯电机具有特殊的结构及电磁设计,多应用于快速响应系统中。通过介绍和分析H桥各种控制方式,结合空心杯电机特殊的电气性能,并通过实验对比,确定PWM单极互补方式是一种优选的空心杯电机控制策略。

关键词： H桥驱动空心杯电机 PWM单极互补

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空心杯电机定制化管理的应用研究

空心杯电机定制化管理的应用研究

作者：陈安上海交通大学

学位级别：硕士

随着我国工业自动化水平的逐步提升,各行各业对空心杯电机的需求越来越高。与此同时,随着各大国际公司越来越重视中国市场,以及国内微电机制造商水平的不断提高,国内空心杯电机市场的竞争日益激烈。在此背景下,如何最大化的利用企业资源... 详细信息

随着我国工业自动化水平的逐步提升,各行各业对空心杯电机的需求越来越高。与此同时,随着各大国际公司越来越重视中国市场,以及国内微电机制造商水平的不断提高,国内空心杯电机市场的竞争日益激烈。在此背景下,如何最大化的利用企业资源,为客户提供合适的定制化产品,同时将定制化产品的成本控制在合理水平,已成为某公司在国内市场获得成功的关键。为此,制定出一套快速和准确的将定制需求转化为产品需求的方法非常重要。同时,某公司还需要改进定制化流程,改善定制化样品的可购性,这包含了样品的价格和交期。本文首先分析并说明了定制化的业务对某公司实现国内发展的必要性和重要性,并在此基础上提出了公司的定制化的实施策略。随后,本论文对国内空心杯直流电机的应用情况和涉及到的常见定制内容做了较为深入的分析和研究,为某公司实现定制需求的快速获取和表达。再后,本论文利用质量功能展开(QFD)工具为定制化项目分析出开发重点。最后,本论文结合实际,为某公司整理出一套经济、高效的定制化实施方法。作者希望通过以上的定制策略和方法的制定,帮助某公司提高定制化效率,提高定制样品的可购性和定制项目的成功率。同时也希望本文的研究思路和成果可以为国内其它的自动化公司起到一定的参考作用。

关键词：空心杯电机定制化管理需求功能矩阵质量功能展开

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空心杯电机电磁阻力矩特性的实验研究

微特电机 2008年第4期36卷 1-2页

作者：罗玲刘景林罗兵西北工业大学陕西西安710072

一种特殊空心杯电机的电枢是由导电材料制成的杯子,为了研究其电磁阻力矩特性,研制了不同磁路结构、转子材料和转子长度的样机。样机实验表明:四极空心杯电机的电磁阻力矩大于二极;电磁阻力矩和转子长度成正比;电磁阻力矩与转子材料电... 详细信息

一种特殊空心杯电机的电枢是由导电材料制成的杯子,为了研究其电磁阻力矩特性,研制了不同磁路结构、转子材料和转子长度的样机。样机实验表明:四极空心杯电机的电磁阻力矩大于二极;电磁阻力矩和转子长度成正比;电磁阻力矩与转子材料电导率的关系与理论分析尚有出入,有待进一步验证。

关键词：空心杯电机电磁阻力矩特性实验转子长度电导率

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永磁直流有刷空心杯电机设计

永磁直流有刷空心杯电机设计

作者：刘明豪西安电子科技大学

学位级别：硕士

微特电机在各种工业设备中扮演着重要的角色,起着动力供给的作用。永磁直流有刷空心杯电机作为微特电机,与传统电机相比其突出特点在于无铁芯、耗能低、体积小、重量轻、控制简单,采用电刷换向成本较低,使得这类电机在生产生活以及国防... 详细信息

微特电机在各种工业设备中扮演着重要的角色,起着动力供给的作用。永磁直流有刷空心杯电机作为微特电机,与传统电机相比其突出特点在于无铁芯、耗能低、体积小、重量轻、控制简单,采用电刷换向成本较低,使得这类电机在生产生活以及国防领域中有广阔的市场。目前空心杯电机已在智能制造、医疗器械、物流运输、军用装甲、太空勘测、民用交通等领域广泛应用。本文以企业实际需求和工程应用背景为牵引,以适用于镜头调焦的永磁直流有刷空心杯电机为目标。采用场路结合法,进行理论分析与模型模拟分析的耦合。同时,在Ansys内的多平台上实现多物理场之间的耦合,完成全流程电机设计与仿真。设计一款满足输出指标与多物理场性能要求的耐热、抗应变、适合作为镜头调焦的永磁直流有刷空心杯电机。整个研究过程主要分为以下几项。首先,根据应用场景与技术要求,阐述电机的设计流程,确定主要技术指标,选择场路结合法为设计方法,计算电机内主要部件尺寸与功能参数,简化电机磁路等效分析,选定绕组绕制方式。根据材料属性在磁场中的作用,选取各部分的材料。其次,据预设电机参数,建立平面模型,搭建驱动电路,仿真出电机静态磁场、瞬态负载与瞬态空载运行的磁力线轨迹、气隙磁密分布、输出转矩、反电势、铜损,据此调整材料、尺寸、电枢元件跨距,辅以图表数据分析,并通过磁路计算核验电磁参数,改善电磁性能,以达到额定输出功能参数。与技术指标最低要求相比,输出转矩有所提高。将电磁场的分析结果耦合至机械应力场、热场,从根源分析电机的振动应变、形变的主要作用力,剖析电机运行时热源与空间其他物体的接触方式,理解电机热交换的形式。建立三维模型,分别模拟应力作用与热量交换,对应变、形变及温升进行合理性分析,确保电机不易形变,可耐受75℃高温正常运转。最后,剖析空心杯电枢的绕制方式。区别于不能突显空心杯绕制方式的二维仿真,采用三维模型对不同绕制方式的空心杯做热损耗性能分析与优化,选用菱形缠绕方式的绕组,与一般叠绕组相比,热损耗有所降低。本文侧重于电机本体设计,在设计上追根溯源,对多物理场中的性能表现,通过原理分析,平衡取舍设计指标与参数。优化后的输出转矩有所提高,热损耗有一定程度地降低,作为相机镜头调焦电机具有一定的实用价值。

关键词：空心杯电机稀土永磁有限元分析多物理场耦合

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基于空心杯电机的SPWM与SVPWM研究

电机与控制应用 2010年第4期37卷 21-25页

作者：董大为杨墨上海大学机电工程与自动化学院上海200072

正弦脉宽调制(SPWM)与空间矢量脉宽调制(SVPWM)都是目前常用的调制模式,被广泛应用于各种交流电机的调速系统中。空心杯电机,由于其便捷的控制特性,作为高性能的传动机构,代表了交流电机的发展方向之一。理论分析两种调制方法的特点,并... 详细信息

正弦脉宽调制(SPWM)与空间矢量脉宽调制(SVPWM)都是目前常用的调制模式,被广泛应用于各种交流电机的调速系统中。空心杯电机,由于其便捷的控制特性,作为高性能的传动机构,代表了交流电机的发展方向之一。理论分析两种调制方法的特点,并通过分析试验条件,提出在开环变频的条件下对两种调制方法进行比较。基于英飞凌XC164CM完成了软、硬件试验平台的建立,通过对空心杯电机进行变频调速来比较两种调制方法。试验结果表明,采用SVPWM可以提高电源的利用效率,有效减小电机的脉振;在稳态时,对于同一种调制方式的线性调制比越大,相电流的幅值越大。

关键词：空心杯电机变频调速线性调制比