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车用内置式永磁驱动电机反电势谐波削弱方法

微电机 2018年第6期51卷 7-10,15页

作者：刘金辉蔡巍海军潜艇学院山东青岛266199

内置式永磁驱动电机具有功率密度高、噪音小、调速范围广等优点,在新能源电动汽车领域中具有广泛的应用前景。针对内置式永磁驱动电机空载反电势谐波含量大而引起的齿槽转矩大和谐波损耗高等问题,本文提出了3种通过改变转子拓扑结构实... 详细信息

内置式永磁驱动电机具有功率密度高、噪音小、调速范围广等优点,在新能源电动汽车领域中具有广泛的应用前景。针对内置式永磁驱动电机空载反电势谐波含量大而引起的齿槽转矩大和谐波损耗高等问题,本文提出了3种通过改变转子拓扑结构实现空载反电势谐波含量削弱的方法,并利用有限元电磁场计算软件,建立内置式永磁驱动电机的有限元模型,计算并分析不同转子拓扑结构对电机空载反电势谐波等性能的影响,进而对电机的拓扑结构进行优化。最后,制造了实验样机,试验测试了样机的空载性能,并与仿真结果对比,验证了有限元仿真的准确性和谐波削弱方法的可行性。

关键词：电动汽车内置式永磁驱动电机谐波空载反电势

增程器用永磁同步发电机永磁体结构的优化设计

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电机与控制应用 2014年第8期41卷 32-35,60页

作者：王晓远郑怡天津大学电气与自动化工程学院天津300072

电动汽车增程器用永磁同步发电机对电压波形质量有较高的要求。通过有限元分析软件对一台样机进行建模仿真。改变V型永磁体夹角得到不同角度下气隙磁密、空载反电势及其波形畸变率的波形,对比分析得出永磁体的最优夹角,然后在此基础上... 详细信息

电动汽车增程器用永磁同步发电机对电压波形质量有较高的要求。通过有限元分析软件对一台样机进行建模仿真。改变V型永磁体夹角得到不同角度下气隙磁密、空载反电势及其波形畸变率的波形,对比分析得出永磁体的最优夹角,然后在此基础上分析得出最优隔磁磁桥长度。在满足增程器要求的前提下,减少了永磁体的用量,降低了空载反电势的波形畸变率,完成优化设计。

关键词：永磁同步发电机空载反电势优化设计

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不同极槽配合潜油直驱永磁电机性能研究

微特电机 2014年第11期42卷 10-13,24页

作者：崔俊国肖文生黄红胜黄久岭吴晓东中国石油大学青岛266580 武汉直驱机电技术有限公司武汉430040

潜油永磁同步电机由于尺寸约束往往采用分数槽绕组设计。分析了永磁电机气隙磁密分布及齿槽转矩产生机理,以四台不同极槽配合的闭口槽表贴式潜油永磁同步电机为例进行二维电磁场分析,在外形尺寸和输出性能相同的条件下,研究了不同槽数... 详细信息

潜油永磁同步电机由于尺寸约束往往采用分数槽绕组设计。分析了永磁电机气隙磁密分布及齿槽转矩产生机理,以四台不同极槽配合的闭口槽表贴式潜油永磁同步电机为例进行二维电磁场分析,在外形尺寸和输出性能相同的条件下,研究了不同槽数对电机气隙磁密、空载反电势、齿槽转矩、输出转矩等的影响,为潜油永磁电机的设计选型提供了理论依据,为进一步优化奠定了基础。

关键词：潜油永磁电机不同极槽配合气隙磁密空载反电势齿槽转矩输出转矩

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车用永磁同步机设计与磁热耦合分析

微特电机 2017年第4期45卷 16-19页

作者：王晓远杜静娟谭明作天津大学天津300072 柳州五菱柳机动力有限公司柳州545005

基于车用驱动电机的功率密度和调速性能的需求,研究分析30kW内置式永磁同步机(IPMSM)。从电磁设计方面,应用有限元方法(FEM)对气隙磁密优化,减少齿槽转矩来降低振动噪声进行分析,并比较有限元电磁计算与磁路计算的差异,通过实验测试的... 详细信息

基于车用驱动电机的功率密度和调速性能的需求,研究分析30kW内置式永磁同步机(IPMSM)。从电磁设计方面,应用有限元方法(FEM)对气隙磁密优化,减少齿槽转矩来降低振动噪声进行分析,并比较有限元电磁计算与磁路计算的差异,通过实验测试的空载反电势来验证2种计算方式。从温度场设计方面,对IPMSM磁热耦合有限元分析,给出电机温度场分布图和温升曲线保证定子绝缘限制125K,额外热量需要冷却方式有效散出,为下一步冷却结构和流体的设计提供依据。

关键词：内置式永磁同步电机(IPMSM) 齿槽转矩空载反电势磁热场耦合温升

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内置式低速大转矩永磁轮毂电机的设计研究

微电机 2010年第2期43卷 1-4页

作者：宫海龙柴凤程树康哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院哈尔滨150001

针对应用于车辆自重较大场合的低速大转矩永磁轮毂电机,给出了转子磁极结构、电枢绕组形式以及极槽配合的选用原则,采用分数槽集中绕组结构可以削弱谐波电动势的影响,提高端部空间利用率和降低齿槽转矩。设计一台12槽10极内置径向式永... 详细信息

针对应用于车辆自重较大场合的低速大转矩永磁轮毂电机,给出了转子磁极结构、电枢绕组形式以及极槽配合的选用原则,采用分数槽集中绕组结构可以削弱谐波电动势的影响,提高端部空间利用率和降低齿槽转矩。设计一台12槽10极内置径向式永磁同步轮毂电机,采用有限元法对漏磁、气隙以及极弧系数等影响因素进行研究,以提高电机的输出性能。对样机进行了计算和实验测试,计算结果与实验结果相符,表明了设计分析的正确性。

关键词：永磁轮毂电机集中绕组低速大转矩空载反电势漏磁系数

永磁同步电动机电枢电感及弱磁运行特性的分析计算

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微特电机 2014年第12期42卷 26-29页

作者：刘平宙黄永瑞方丹卧龙电气集团股份有限公司绍兴312300 许继集团有限公司许昌461000

永磁同步电动机以其优异的特性在新能源汽车中得到广泛应用。当一款电机的基本参数确定以后,如何利用这些参数来求取电机空载反电势、交直轴电感、弱磁运行特性,针对该问题,利用有限元分析软件对一台电机进行了详细分析,得到了电机的上... 详细信息

永磁同步电动机以其优异的特性在新能源汽车中得到广泛应用。当一款电机的基本参数确定以后,如何利用这些参数来求取电机空载反电势、交直轴电感、弱磁运行特性,针对该问题,利用有限元分析软件对一台电机进行了详细分析,得到了电机的上述参数,为该类电机的相关分析提供了参考。

关键词：永磁同步电动机空载反电势交直轴电感弱磁调速

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基于响应面模型的永磁同步伺服电机优化研究

基于响应面模型的永磁同步伺服电机优化研究

作者：王殿嵩哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

永磁同步伺服电机以其高的转矩密度以及紧凑的结构,在机床、机器人关节等传动装置的应用比较广泛。本文针对永磁同步伺服电机输出特性的优化,提出了将响应面模型与永磁同步伺服电机优化问题相结合的一种方法,并对其进行了研究。首先,概... 详细信息

永磁同步伺服电机以其高的转矩密度以及紧凑的结构,在机床、机器人关节等传动装置的应用比较广泛。本文针对永磁同步伺服电机输出特性的优化,提出了将响应面模型与永磁同步伺服电机优化问题相结合的一种方法,并对其进行了研究。首先,概述了响应面模型算法的基本理论,结合具体数学模型给出了响应面模型建立的基本流程。之后对遗传算法的基本理论进行阐述,并结合具体数学模型给出了基于遗传算法的多目标优化流程。然后,针对永磁同步伺服电机的输出特性的优化问题,对永磁同步电机的转矩脉动进行了理论分析。考虑空载反电势的谐波含量对转矩脉动的影响较大,提出了基于抑制空载反电势谐波含量的结构优化策略,在此基础上对永磁同步伺服电机的空载反电势进行解析计算并与有限元结果进行对比。在得到空载反电势的解析表达后,利用遗传算法对反电势谐波进行了优化求解。其次,针对永磁同步伺服电机的齿槽转矩的抑制问题,对永磁同步电机的齿槽转矩进行了理论分析,并对结构优化后的电机模型下的齿槽转矩进行近似解析求解并找到影响齿槽转矩幅值的结构参数,通过建立响应面模型对其进行优化求解,给出了两台不同极槽配合下的永磁同步伺服电机的优化结果。最后,基于上述结果,分别用传统优化方法与响应面建模的方法对两台不同极槽配合的永磁同步伺服电机的空载反电势谐波抑制目标和齿槽转矩幅值抑制目标进行多目标优化,其中传统方法用实验和有限元做了对比,响应面建模方法用有限元结果做对比,二者均达到优化指标,通过对比优化效率表明了新方法的优势。

关键词：永磁同步伺服电机响应面遗传算法空载反电势齿槽转矩多目标优化

内置磁环式定子分区混合励磁磁场调制电机的设计研究

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内置磁环式定子分区混合励磁磁场调制电机的设计研究

作者：杨志勇江苏大学

学位级别：硕士

近年来,定子分区混合励磁（Partitioned Stator Hybrid Excitation,PSHE）电机由于其高转矩密度的特性受到广泛关注。与传统混合励磁开关磁通电机相比,PSHE电机的永磁体和励磁绕组被分配在一个定子上,而电枢绕组被放置在另一个定子上。... 详细信息

近年来,定子分区混合励磁（Partitioned Stator Hybrid Excitation,PSHE）电机由于其高转矩密度的特性受到广泛关注。与传统混合励磁开关磁通电机相比,PSHE电机的永磁体和励磁绕组被分配在一个定子上,而电枢绕组被放置在另一个定子上。因此,PSHE电机不仅继承了混合励磁电机磁通调节能力的优点,而且减小了绕组空间竞争,大大提高了转矩密度。然而,PSHE电机的拓扑结构也有一个缺点,内定子永磁体磁阻削弱了低极数工作磁场的强度。为了解决这一问题,本文提出了一种新型内置磁环式定子分区混合励磁（Internal Magnetic Ring Stator Partition Hybrid Excitation,IMR-PSHE）电机。在内定子铁心内部增设磁环,磁环与内定子之间有交替磁桥,连接极性相同的内定子铁心,为低极数工作磁场提供磁路。因此,本文所提出电机的空载反电势和输出转矩将得到显著改善。具体的研究将从以下几个方面展开:1.通过对IMR-PSHE电机结构特点理论分析,研究电机中内置磁环提升电机性能的原因。利用等效磁路法对电机磁路进行简化,研究IMR-PSHE电机的工作原理,从理论上验证IMR-PSHE电机输出转矩的提升。2.通过对电机的空载反电势和输出转矩的理论分析,研究电机的设计参数对空载反电势和输出转矩的影响。首先建立电机的初始尺寸方程,计算电机主要结构参数,依据计算值建立电机的仿真模型,研究不同极槽配合下内置磁环对电机输出转矩性能的提升作用。其次,利用有限元仿真软件对电机模型结构进行优化。最后,给出IMR-PSHE电机结构优化后的参数。3.通过对电机空载反电势、调磁能力和输出转矩性能的综合理论分析,研究IMR-PSHE电机与PSHE电机的性能。目的是从仿真结果上证明IMR-PSHE电机的性能优势,验证内置磁环对电机性能有提升。

关键词：定子分区混合励磁磁环空载反电势输出转矩

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高速永磁同步电动机转子的设计研究

高速永磁同步电动机转子的设计研究

作者：徐哲贝上海交通大学

学位级别：硕士

永磁同步电动机具有功率密度高、组成简单、运行稳定,低损耗、高效率和控制性能优良等优点,最适合用于高速电机,是高速电机发展的主流方向。高速永磁同步电动机的应用范围极为广泛,已几乎遍及航空航天、国防、工农业生产和日常生活的各... 详细信息

永磁同步电动机具有功率密度高、组成简单、运行稳定,低损耗、高效率和控制性能优良等优点,最适合用于高速电机,是高速电机发展的主流方向。高速永磁同步电动机的应用范围极为广泛,已几乎遍及航空航天、国防、工农业生产和日常生活的各个领域。高速永磁电机的设计,尤其是其转子设计有一定的难度。本文主要对高速永磁同步电动机转子设计中的一些关键技术进行了深入研究。第一部分主要研究高速永磁同步电动机转子电磁参数对电机性能的影响。首先,对高速永磁同步电动机转子的两种主要结构型式进行了分析,对比了两者在高速领域的适用范围。接着围绕空载漏磁系数和空载反电势两个影响永磁电机性能的关键参数展开研究,分析了两种转子结构型式对这两个参数的不同影响因素和变化规律。第二部分主要研究高速永磁同步电动机转子结构对机械性能的影响。首先分析了表贴式和内置式两种转子结构型式对高速永磁同步电动机转子强度的不同影响,并针对本文将要设计的两台630k W、8200r/min的高速永磁同步电动机,各采用一种转子结构型式进行分析计算。接着对高速永磁同步电动机转子动力学采用有限元法和解析法进行分析计算,然后从工程应用的角度出发,对转子关键零部件的机械强度进行了分析计算,确保转子设计的安全可靠性。第三部分对高速永磁同步电动机转子的温度场进行了分析研究。永磁电机的转子温度场是在设计中必须要考虑的一个环节。影响高速永磁电机转子温度的两个主要因素是转子涡流损耗和摩擦损耗,本部分先对这两种损耗提出了准确计算的方法,在准确计算了转子损耗的前提下,搭建转子温度场等效模型,设置边界条件和材料特性,对高速永磁同步电动机的转子温度场进行仿真分析,得出了较为准确的结果。

关键词：高速永磁同步电动机空载漏磁系数空载反电势机械强度转子温度