检索结果-南通市图书馆

作者：李凡昌华南理工大学

学位级别：硕士

halbach永磁电机是一种还比较新颖的永磁电机,其永磁体阵列充磁方向连续变化。理论上整环式halbach永磁阵列充磁变化更连续、效果更好,但受限于加工工艺,目前的halbach永磁电机大多采用分块式永磁阵列,在传统的分块式halbach永磁电机中... 详细信息

halbach永磁电机是一种还比较新颖的永磁电机,其永磁体阵列充磁方向连续变化。理论上整环式halbach永磁阵列充磁变化更连续、效果更好,但受限于加工工艺,目前的halbach永磁电机大多采用分块式永磁阵列,在传统的分块式halbach永磁电机中,每块永磁体等厚等角度,模拟一个均匀圆环。halbach永磁电机主要特点在于极高的气隙磁密基波幅值、良好的磁场波形正弦性和强大的磁屏蔽效应。本文首先介绍了halbach永磁电机研究的背景和意义,阐述了目前halbach永磁电机的应用领域和主要研究情况,分析了halbach永磁电机的结构拓扑、性能优势以及主流的优化方向,提出了从采用不等宽且不等厚的磁极来优化halbach电机性能的方案。然后,本文对比了传统halbach永磁电机与不等厚磁极halbach永磁电机的结构和性能差异,基于电机设计理论和给定的性能指标设计了一台不等厚磁极halbach永磁电机。在设计过程中分析了重要参数和电机主要尺寸的选取原则和计算方法,经过初步计算和核算给出了详细的设计结果。完成样机设计后,本文基于电磁场理论和保角映射理论对留有极间隔断的不等厚磁极halbach永磁电机气隙磁密解析分布以及齿槽转矩、波形畸变率解析进行了推导,利用设计的样机参数进行有限元仿真,对比有限元法和解析法的结果验证了解析模型的准确性。随后本文将永磁体的结构优化简化为角度比和厚度比两个变量的选取,利用验证后的解析模型设计对照实验,详细分析了这两个变量对三个主要优化目标的单独影响,并讨论了电机设计中多目标优化的原则。最后,本文设计了一套遗传算法,通过对各个优化目标的权重设定将对多目标优化问题转化为对目标函数的单目标优化问题,对该电机的永磁体结构设计进行了优化,通过仿真实验结果对比验证了在永磁体用量相同情况下不等厚磁极halbach永磁电机相对传统永磁电机的性能优越性,为不等厚磁极halbach永磁电机的后续研究提供了较好的理论基础。

关键词： halbach永磁电机不等厚磁极解析法遗传算法

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基于等效磁荷法的halbach永磁电机磁极计算与优化

基于等效磁荷法的Halbach永磁电机磁极计算与优化

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作者：白英杰西南交通大学

学位级别：硕士

随着永磁材料的开发与应用,永磁电机在一些重要领域代替传统的电励磁电机的趋势是不可逆转的,因此研究永磁电机的结构是电机发展的重要部分。halbach永磁电机的优良特性在永磁电机的结构中脱颖而出,所以研究halbach永磁电机的结构是十... 详细信息

随着永磁材料的开发与应用,永磁电机在一些重要领域代替传统的电励磁电机的趋势是不可逆转的,因此研究永磁电机的结构是电机发展的重要部分。halbach永磁电机的优良特性在永磁电机的结构中脱颖而出,所以研究halbach永磁电机的结构是十分必要的。halbach永磁电机与常规永磁电机最大的不同在于电机转子磁极结构,因此halbach永磁电机的转子磁场性能研究是十分必要的,以便于为halbach永磁电机设计与优化时提供理论与数据支持。本文基于等效磁荷法推导出永磁电机常用转子磁极——瓦片型永磁体在空间上的磁场分布模型,进而建立了halbach永磁电机的转子磁极静态磁场的模型。基于等效磁荷法对于halbach转子磁极静态磁场的建模,通过改变四个不同的影响因素,得到在不同磁极结构情况下的转子磁极静态磁场径向分量变化规律：每一极中主磁极空间跨度变大会导致halbach永磁电机转子磁极静态磁场的径向分量基波幅值变大,而谐波含量先减小后增大;随着副磁极磁化角度逐渐变大,转子静态磁场的基波幅值先变大后减小,而谐波含量刚好相反,先减小后变大;永磁体厚度的增大会导致转子静态磁场基波幅值随之变大,THD值随之变小;距离永磁体外表面长度变大,转子静态磁场基波幅值会变小,而THD值也变小。由于halbach永磁电机转子磁极磁场谐波含量小,不需要利用分布式绕组进行谐波削弱,故集中绕组的定子结构应用于halbach永磁电机结构中,本论文将Modular定子集中绕组结构与halbach转子磁极相结合,并利用不等槽距法进行定子结构优化,在保证谐波含量较小的前提下,提高了感应电动势的基波幅值,从而达到减少定子线圈匝数或电机轴向长度的目的。

关键词： halbach永磁电机等效磁荷法转子磁极静态磁场主副磁极极弧比副磁极磁化方向 Modular定子结构

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不均匀halbach永磁电机气隙磁场解析法研究

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微电机 2016年第1期49卷 9-12页

作者：王巍曹江华徐涛华南理工大学电力学院广州510640

提出了忽略定子开槽的不均匀每极三块halbach永磁电机模型,以主极占比例和极数为分析参数,推导了halbach永磁电机径向气隙磁场分布解析解,并用有限元软件进行了验证。应用气隙径向磁场分布解析式,得到了气隙径向磁场畸变率和基波幅值与... 详细信息

提出了忽略定子开槽的不均匀每极三块halbach永磁电机模型,以主极占比例和极数为分析参数,推导了halbach永磁电机径向气隙磁场分布解析解,并用有限元软件进行了验证。应用气隙径向磁场分布解析式,得到了气隙径向磁场畸变率和基波幅值与极数、主极占比例的三维关系图,研究了不均匀程度对每极三块halbach永磁电机气隙磁场的影响。

关键词： halbach永磁电机有限元仿真气隙磁场

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机桨一体化推进电机设计及分析

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电工技术学报 2013年第11期28卷 170-175页

作者：张晓锋梁京辉乔鸣忠李耕张成胜海军工程大学电气工程学院武汉430033 空军预警学院信息对抗系武汉430033

设计了一种新型机桨一体化装置的永磁推进电机,将无转轴结构和halbach阵列应用其中,并在永磁体结构形式、充磁角度以及永磁体厚度与极对数的最佳配比等方面对电机进行优化,使电机具有较小的转子厚度和较大的气隙长度;提出适用于此类特... 详细信息

设计了一种新型机桨一体化装置的永磁推进电机,将无转轴结构和halbach阵列应用其中,并在永磁体结构形式、充磁角度以及永磁体厚度与极对数的最佳配比等方面对电机进行优化,使电机具有较小的转子厚度和较大的气隙长度;提出适用于此类特殊结构的一体化装置推进电机的场路耦合有限元计算方法,将外电路的控制方程与电机电磁场方程相结合,考虑转差对实心转子电阻的影响,得到电机在空载和额定负载时的磁场分布以及反电动势、电流、电压和转矩值,计算值与实验值吻合较好,说明本文方法正确有效。

关键词：机桨一体化装置 halbach永磁电机场路耦合实心转子

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双转子永磁风力发电机研究

双转子永磁风力发电机研究

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作者：王法庆山东大学

学位级别：硕士

风能是可再生能源，世界各国越来越重视风能的开发和利用。国内外学者也开始研究高效率永磁电机在风力发电上的应用。在山东省科技厅资助下，本文研究了一种新型结构的双转子永磁发电机，其高运行效率和特殊的电机结构，使其在小型风力... 详细信息

风能是可再生能源，世界各国越来越重视风能的开发和利用。国内外学者也开始研究高效率永磁电机在风力发电上的应用。在山东省科技厅资助下，本文研究了一种新型结构的双转子永磁发电机，其高运行效率和特殊的电机结构，使其在小型风力发电系统中存在着巨大优势。本文主要研究的内容如下：第一部分首先给出了双转子永磁电机的基本结构、等效磁路、工作原理，然后对双转子永磁电机电枢反应电感参数进行计算。第二部分对双转子永磁电机的空载感应电势进行解析计算和有限元分析验证。首先通过引入相对比磁导函数，给出了双转子永磁电机考虑齿槽效应时定子表面的磁场分布，并给出了相应的波形。然后采用矢量合成法推导了空载感应电势的表达式，为了验证空载电势解析法的正确性，本文采用有限元法对其分析计算。通过比较得出：解析法和有限元法吻合很好。最后，针对双转子电机的特殊结构，提出了三种改善电势波形的方法，并利用解析法对其进行分析，证明了这几种措施的可行性。第三部分针对halbach磁体电机在风力发电系统中的潜在优势，主要研究了halbach磁体结构双转子电机的电势和齿槽转矩。首先给出了halbach阵列的基本原理，采用有限元法分析了halbach磁体结构双转子电机的磁场分布及空载电势波形，并对其进行了谐波分析。最后利用能量的虚位移法推导了双转子电机的齿槽转矩，对于halbach磁体双转子电机，提出了三种减小转矩脉动的方法，并通过有限元分析进行了比较，证明了这几种措施的可行性。第四部分对双转子电机的设计进行了分析，提出了先分别设计内外电机再统一调整的设计方法，最后设计制作了样机，给出了样机图片。并对样机进行试验，测量不同转速下电机的空载电势波形，电机的电势—转速曲线，电机的负载电压—电流特性曲线，并测量了电枢反应电感数值，通过对比可以得出：试验值、解析值和有限元值吻合很好。

关键词：双转子永磁电机等效磁路电枢反应电感空载气隙磁密永磁电势 halbach永磁电机齿槽转矩转矩脉动电磁设计

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基于不等厚永磁体的非均匀halbach型PMSM气隙磁场解析及性能研究

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大电机技术 2018年第4期 21-26,31页

作者：李凡昌杨向宇刘玉雷华南理工大学电力学院广州510640

halbach阵列永磁电机的气隙磁场相对于一般的永磁同步电机正弦性更好,转矩输出性能更优秀,对气隙磁场进行准确的计算是其后续设计、计算和优化的基础。本文提出了一种采用主辅极不等厚磁极来优化不均匀halbach阵列性能的电机模型,以2:1... 详细信息

halbach阵列永磁电机的气隙磁场相对于一般的永磁同步电机正弦性更好,转矩输出性能更优秀,对气隙磁场进行准确的计算是其后续设计、计算和优化的基础。本文提出了一种采用主辅极不等厚磁极来优化不均匀halbach阵列性能的电机模型,以2:1的主辅极比例厚度为例,推导出了计及极间隔断的不等厚磁极halbach永磁电机的径向气隙磁场解析解,该模型在有限元软件中得到了验证。在此基础上对比了在若干组常见的永磁体所占角度配比下,等厚磁极halbach电机和不等厚磁极halbach电机的齿槽转矩、磁场畸变率等性能指标,发现了不等厚度磁极halbach型永磁电机在削弱齿槽转矩和降低磁场畸变率方面的明显优势。

关键词： halbach永磁电机不等厚磁极解析法计算齿槽转矩磁场畸变率

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