高速车用电机的多目标优化设计研究

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作者 高永新 汪洋 +1 位作者 刘俊毅 贾东 《汽车技术》 北大核心 2025年第9期17-26,共10页

针对扁线绕组的交流铜损和非晶合金铁芯转矩偏低的问题,利用有限元软件建立结构参数模型,以提高平均转矩、降低交流铜损、减少转矩脉动为优化目标,基于敏感度分析提取关键尺寸参数,并结合基于雁群启示的粒子群优化(WGA-PSO)算法进行多... 针对扁线绕组的交流铜损和非晶合金铁芯转矩偏低的问题,利用有限元软件建立结构参数模型,以提高平均转矩、降低交流铜损、减少转矩脉动为优化目标,基于敏感度分析提取关键尺寸参数,并结合基于雁群启示的粒子群优化(WGA-PSO)算法进行多目标优化设计和单参数扫描。通过有限元仿真比较优化前后电机性能,结果表明,优化后的电机平均转矩提高了5%,转矩脉动降低了12%,交流铜损降低了8%。最后制作样机并进行测试,验证了仿真结果的正确性。 展开更多

关键词 高速电机 交流铜损 扁线绕组 非晶合金 多目标优化设计 WGA-PSO 融合算法

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低氧铜扁线全流程拉拔制备过程组织演变及性能 被引量：1

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作者 路林 何伟东 +3 位作者 杨宝成 王松伟 赵薪茗 宋鸿武 《中国有色金属学报》 北大核心 2025年第4期1220-1235,共16页

为了探究低氧铜扁线拉拔制备过程中微观组织和力学性能变化规律,采用OM和EBSD等方法对不同拉拔变形量的低氧铜圆线及扁线微观组织进行了表征与分析,并对不同道次线材显微硬度和力学性能进行了测试。结果表明:经过拉拔变形后,晶粒伸长呈... 为了探究低氧铜扁线拉拔制备过程中微观组织和力学性能变化规律,采用OM和EBSD等方法对不同拉拔变形量的低氧铜圆线及扁线微观组织进行了表征与分析,并对不同道次线材显微硬度和力学性能进行了测试。结果表明:经过拉拔变形后,晶粒伸长呈现纤维状;随着拉拔道次的增多,显微硬度和抗拉强度逐渐提高;经热处理后,发生完全再结晶,形成等轴晶,消除纤维状组织,降低位错和孪晶密度。低氧铜圆线经过三道次拉拔后整体加工率达到64%,线材芯部和边部晶粒长度沿长度方向分别从21.2μm和24.8μm逐渐增加到32.25μm和40.04μm;且经过拉拔变形后,铜圆线芯部织构发生转变,由原始态{001}〈100〉织构和{110}〈111〉织构逐渐发生转动至{112}〈111〉和{110}〈111〉织构;随后经过中间退火后,线材芯部和边部的晶粒恢复等轴状,其尺寸分别为18.39μm和22.29μm,并形成了{110}〈001〉织构,线材芯部和边部的织构强度分别为5.52和4.89。在铜圆线继续拉拔至3 mm×2 mm扁线的过程中,晶粒再次逐渐沿拉拔方向被拉长,此时扁线芯部由初始{001}〈100〉织构依次转变为{112}〈111〉+{110}〈111〉织构、{112}〈111〉织构,最终稳定在{110}〈001〉织构,且极密度为10.3;而扁线边部由初始{001}〈100〉织构转变为{112}〈111〉织构,且极密度为8.44。 展开更多

关键词 铜扁线 拉拔 织构 力学性能

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扁线电机紫铜端子激光焊接模拟与工艺优化 被引量：1

3

作者 曹国麟 耿韶宁 +3 位作者 蒋平 舒乐时 马涛 周溢飞 《焊接学报》 北大核心 2025年第4期41-51,共11页

采用数值模拟的方法对紫铜端子激光焊接过程中复杂的熔池流动行为和气孔的形成及抑制机制展开了深入的研究.文中建立了激光扫描焊接传热—流动耦合模型,探索了扫描轨迹对焊缝熔深和接合面积的影响,阐明了接头气孔生成及抑制机制,基于响... 采用数值模拟的方法对紫铜端子激光焊接过程中复杂的熔池流动行为和气孔的形成及抑制机制展开了深入的研究.文中建立了激光扫描焊接传热—流动耦合模型,探索了扫描轨迹对焊缝熔深和接合面积的影响,阐明了接头气孔生成及抑制机制,基于响应面法预测接头机械剥离力并优化焊接参数.结果表明,椭圆线轨迹下激光束能量能够更稳定的在匙孔壁面和匙孔底部传递,使得焊缝平均熔深和接合面积更大.匙孔深度和温度梯度是影响气孔生成的主要因素,椭圆线轨迹的焊缝气孔体积小,且生成位置相对焊缝位置存在偏移,气孔对接头性能影响小.针对椭圆线轨迹的焊接参数优化后,激光束能量向匙孔底部转移,使得焊缝和接头区域的平均熔深较大.优化后焊接参数为椭圆线轨迹,激光功率为4224 W,扫描幅度为2.5 mm,比例为3∶1,扫描圈数为3,接头机械剥离力达到779.6 N,与定点焊相比提高了126%. 展开更多

关键词 数值模拟 扁线电机 紫铜端子 激光焊接 响应面法

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扁铜漆包线免剥漆皮电阻焊接头性能分析

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作者 刘志军 陈亮 +2 位作者 袁敏 刘超 王真 《微特电机》 2025年第1期78-82,共5页

以扁线电机定子为主体,结合扁铜漆包导体和无绝缘铜端子材质、电阻焊接工艺方法及特性,探讨扁铜漆包线免剥漆皮电阻焊接头不同截面形状下的微观组织结构、力学性能、电学性能等方面的特点。对焊接后的接头进行了外观、宏观样貌、拉伸性... 以扁线电机定子为主体,结合扁铜漆包导体和无绝缘铜端子材质、电阻焊接工艺方法及特性,探讨扁铜漆包线免剥漆皮电阻焊接头不同截面形状下的微观组织结构、力学性能、电学性能等方面的特点。对焊接后的接头进行了外观、宏观样貌、拉伸性能、直流电阻和通电温升检测及定子绕组三相电阻验证,综合考虑后得出结论,扁铜漆包线免剥漆皮电阻焊接头的截面形状为圆形带凹点时,各项性能满足设计和工艺要求。 展开更多

关键词 扁铜漆包线 免剥漆皮 电阻焊接 焊接头截面形状

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铜扁线连续挤压过程温度场的数值模拟 被引量：12

5

作者 吴朋越 谢水生 +2 位作者 鄢明 程磊 黄国杰 《锻压技术》 CAS CSCD 北大核心 2007年第3期46-49,共4页

采用刚-粘塑性有限元法,基于Deform-3D软件平台,针对铜扁线连续挤压成形过程,进行了三维有限元数值模拟。通过有限元模拟,获得了不同挤压轮转速下铜扁线连续挤压成形过程温度场分布。结果表明,在连续挤压过程中,由于摩擦和变形功的作用... 采用刚-粘塑性有限元法,基于Deform-3D软件平台,针对铜扁线连续挤压成形过程,进行了三维有限元数值模拟。通过有限元模拟,获得了不同挤压轮转速下铜扁线连续挤压成形过程温度场分布。结果表明,在连续挤压过程中,由于摩擦和变形功的作用,变形体温度逐渐升高。温度的升高主要来自于压实轮的压下和镦粗两个阶段,即温度的升高主要来自于变形功。当挤压轮转速达到1.2564 rad.s-1时,模具回火软化而损坏,从而使挤压过程无法进行。因此,在铜扁线连续挤压过程中,挤压轮转速不能超过1.2564 rad.s-1。 展开更多

关键词 温度场 连续挤压 挤压轮转速 铜扁线

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不同阻碍角下大宽厚比铜扁线连续挤压过程数值模拟 被引量：9

6

作者 吴朋越 谢水生 程磊 《有色金属》 CSCD 北大核心 2009年第3期37-40,57,共5页

基于DEFORM3D软件,采用刚粘塑性有限元理论,运用三维有限元技术详细研究不同阻碍角对铜扁线连续挤压成形过程的影响。得出了不同阻碍角对出模口处的流速均方差、模具载荷、金属等效应场和静水压力应力场的影响规律,从而为工艺参数的优... 基于DEFORM3D软件,采用刚粘塑性有限元理论,运用三维有限元技术详细研究不同阻碍角对铜扁线连续挤压成形过程的影响。得出了不同阻碍角对出模口处的流速均方差、模具载荷、金属等效应场和静水压力应力场的影响规律,从而为工艺参数的优化提供有效的理论指导。 展开更多

关键词 金属材料 大宽厚比铜扁线 有限元方法 连续挤压 阻碍角

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铜扁线连续挤压缺陷分析及工模具的优化 被引量：7

7

作者 张红云 张金标 谢博 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2010年第23期213-215,共3页

针对铜材厂连续挤压铜扁线出现的几种常见缺陷,通过DEFORM软件进行铜扁线连续挤压过程模拟。对连续挤压过程中出现的坯料后移,坯料咬入困难、坯料拱起以及产生溢料等缺陷问题进行数值模拟分析,进而找出切实可行的解决方案,如挤压轮轮槽... 针对铜材厂连续挤压铜扁线出现的几种常见缺陷,通过DEFORM软件进行铜扁线连续挤压过程模拟。对连续挤压过程中出现的坯料后移,坯料咬入困难、坯料拱起以及产生溢料等缺陷问题进行数值模拟分析,进而找出切实可行的解决方案,如挤压轮轮槽的改进、堵头的改进和工艺参数的优化等,缩短了试验周期,大大降低实验成本;用于生产实践,克服了缺陷,生产出了合格产品,取得了良好的经济效益。 展开更多

关键词 连续挤压 铜扁线 DEFORM

原文传递

耐电晕聚酰亚胺薄膜绕包扁铜线烧结工艺的研究 被引量：5

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作者 刘佳音 周升 +2 位作者 唐文进 杨名波 姜其斌 《绝缘材料》 CAS 北大核心 2011年第4期20-23,共4页

通过对耐电晕聚酰亚胺薄膜绕包扁铜线的烧结工艺的研究,重点对绝缘表面存在气泡的现象进行分析,结果表明:影响耐电晕聚酰亚胺薄膜绕包扁铜线表面气泡的主要因素为烧结温度、绕包张力、绕包角度和压轮距高频感应器出口的距离,可以消除表... 通过对耐电晕聚酰亚胺薄膜绕包扁铜线的烧结工艺的研究,重点对绝缘表面存在气泡的现象进行分析,结果表明:影响耐电晕聚酰亚胺薄膜绕包扁铜线表面气泡的主要因素为烧结温度、绕包张力、绕包角度和压轮距高频感应器出口的距离,可以消除表面气泡的最佳工艺为:绕包角度62°,烧结温度(270±10)℃,绕包张力4.5 kg,压轮距高频感应器出口的距离20 cm以内。 展开更多

关键词 扁铜线 烧结工艺 气泡

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铜包铝复合扁线轧制变形行为的数值模拟与实验研究 被引量：6

9

作者 罗奕兵 刘新华 谢建新 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期1245-1251,共7页

采用三维刚塑性有限元法,研究铜包铝复合线材由圆断面到扁断面的平辊轧制变形行为及其对主要工艺参数的影响,并对模拟结果进行实验验证。结果表明:铜包铝圆线平辊轧制的宽展率和伸长率与压下率之间存在线性关系;当压下率为17.4%和29.4%... 采用三维刚塑性有限元法,研究铜包铝复合线材由圆断面到扁断面的平辊轧制变形行为及其对主要工艺参数的影响,并对模拟结果进行实验验证。结果表明:铜包铝圆线平辊轧制的宽展率和伸长率与压下率之间存在线性关系;当压下率为17.4%和29.4%时,摩擦因数对铜包铝扁线宽展率的影响很小;当压下率为43%时,随摩擦因数的增加宽展率增大;轧辊直径增大,扁线宽展率呈增大趋势,铜层分布的均匀性提高,但影响较小;在总压下率一定时,采用尽可能少的压下道次可使扁线获得更大的宽展率和更均匀的铜层分布;有限元计算结果与实验结果具有较好的一致性。 展开更多

关键词 铜包铝 扁线 平辊轧制 数值模拟

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变形量对铜包铝复合扁线轧制变形的数值模拟与实验研究 被引量：2

10

作者 罗奕兵 戴晓元 张健 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期157-159,共3页

采用刚塑性有限元法,研究了变形量对铜包铝复合棒材由圆断面到扁平断面的轧制变形行为的影响,并对模拟结果进行了实验验证。结果表明:铜包铝棒材平辊轧制的宽展率和延伸率与压下率之间存在较为明显的线性关系;随压下率的增加,宽展指数... 采用刚塑性有限元法,研究了变形量对铜包铝复合棒材由圆断面到扁平断面的轧制变形行为的影响,并对模拟结果进行了实验验证。结果表明:铜包铝棒材平辊轧制的宽展率和延伸率与压下率之间存在较为明显的线性关系;随压下率的增加,宽展指数先增大后减小,在压下率为40%时达到最大,为1.9;在后续轧制道次中,扁形断面铜包铝复合材料的压下率对轧制延伸变形的影响比宽展变形更显著;有限元计算结果与实验结果具有较好的一致性。 展开更多

关键词 铜包铝 扁线 平辊轧制 数值模拟

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永磁同步电机铜铝混合扁线绕组交流损耗计算 被引量：3

11

作者 史涔溦 聂涵婧 +1 位作者 邱建琪 史婷娜 《电机与控制学报》 CSCD 北大核心 2024年第12期1-11,共11页

由于集肤效应和邻近效应的影响,常规扁线绕组电机在高频时会产生较大的涡流损耗,为此提出一种铜铝混合扁线绕组结构,将槽口处两层铜导体替换成铝包铜导体,可有效减小高频时的交流损耗,同时对直流损耗的影响较小。首先建立了该结构单槽... 由于集肤效应和邻近效应的影响,常规扁线绕组电机在高频时会产生较大的涡流损耗,为此提出一种铜铝混合扁线绕组结构,将槽口处两层铜导体替换成铝包铜导体,可有效减小高频时的交流损耗,同时对直流损耗的影响较小。首先建立了该结构单槽交流损耗的解析模型,在此基础上,考虑转子永磁磁场对槽口漏磁的影响,采用有限元冻结磁导率法建立了计及永磁磁场影响的半解析模型,对样机不同频率下的交流损耗进行了计算,并分析了铝包铜导体的结构参数对交流损耗的影响,确定了层数与内芯尺寸。计算结果表明,相较于全铜扁线,最高频率时整机交流损耗下降16.3%,低频时基本相当。最后,将解析计算结果与有限元计算结果进行了对比,二者基本吻合,验证了本文解析模型的准确性。 展开更多

关键词 永磁同步电机 扁线绕组 交流损耗 铜铝混合扁线 有限元分析 半解析法

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漆包扁铜线发展现状及微细扁线漆包工艺研究 被引量：3

12

作者 何建文 霍俊超 于兆勤 《机电工程技术》 2010年第12期13-17,共5页

简要介绍了微细扁线材漆包生产工艺及其研究现状,在介绍扁线涂漆研究现状和方法的基础上,重点叙述水合涂漆法的原理,并对一些工艺参数进行了总结。

关键词 漆包 扁铜线 水合涂漆法

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电装系列汽车发电机电压调节器电路和功能 被引量：7

13

作者 张宗荣 《汽车电器》 2010年第9期26-29,共4页

着重探讨电装系列汽车发电机电压调节器型号、结构、电路和功能,介绍SG扁铜线交流发电机的扁铜线新技术,用于指导发电机和电压调节器的检测和维修。

关键词 扁铜线 M型电压调节器 D型电压调节器 G型电压调节器

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建筑装饰用仿金铜合金圆扁线的开发 被引量：3

14

作者 昌向阳 《上海有色金属》 CAS 2004年第3期141-142,共2页

介绍了建筑装饰用Cu 6Al 2Ni 0 1In仿金铜合金,其颜色为金黄色,具有优良的耐蚀性、铸造性和良好的加工性,并简要介绍了仿金铜圆扁线在玻璃门窗和铁门装饰上的应用及前景。

关键词 铜合金 铸造 耐蚀性 加工性 金黄色 开发 玻璃门窗 建筑装饰

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聚酰亚胺薄膜烧结铜扁线附着性的影响因素 被引量：1

15

作者 邵兵 刘佳音 +2 位作者 汤海涛 杨名波 唐文进 《绝缘材料》 CAS 北大核心 2015年第9期56-59,共4页

对铜扁线的表面质量、烧结温度、压轮、感应线圈的加热方式以及聚酰亚胺薄膜F-46胶层厚度等因素对聚酰亚胺薄膜烧结铜扁线附着性的影响进行分析,对具有不同附着性的烧结线进行了扭转测试。结果表明：要获得最佳的附着性,须对铜扁线进行... 对铜扁线的表面质量、烧结温度、压轮、感应线圈的加热方式以及聚酰亚胺薄膜F-46胶层厚度等因素对聚酰亚胺薄膜烧结铜扁线附着性的影响进行分析,对具有不同附着性的烧结线进行了扭转测试。结果表明：要获得最佳的附着性,须对铜扁线进行抛光处理,烧结温度控制在270~290℃,压轮在烧结线表面的下压距离为0.5~1.0 mm,采用开口式矩形感应线圈加热时铜扁线横向偏移感应线圈几何中心位置在1 mm以内,聚酰亚胺薄膜厚度允许时应采用F-46胶层较厚的薄膜。为保证聚酰亚胺薄膜烧结铜扁线满足后续的加工要求,3.35 mm×9 mm烧结线绝缘层失去附着性的长度最大不应超过4 mm。 展开更多

关键词 附着性 扭转 铜扁线

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高功率密度轴向磁通永磁电机交流铜耗分析 被引量：9

16

作者 武岳 张志锋 平佳齐 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第5期65-75,共11页

针对轴向磁通永磁电机的绕组交流铜耗会对电机性能产生较大影响的问题,综合考虑趋肤效应、邻近效应和外部磁场,对绕组交流铜耗的分布和降低交流铜耗的方法进行研究。首先根据绕组的实际尺寸,分别建立了2D有限元导体模型与3D有限元导体模... 针对轴向磁通永磁电机的绕组交流铜耗会对电机性能产生较大影响的问题,综合考虑趋肤效应、邻近效应和外部磁场,对绕组交流铜耗的分布和降低交流铜耗的方法进行研究。首先根据绕组的实际尺寸,分别建立了2D有限元导体模型与3D有限元导体模型,对比分析了两种有限元法对准确计算绕组交流铜耗的影响。其次对扁铜线绕组电机和圆铜线绕组电机的交流铜耗和效率进行全面对比,提出采用扁线立绕方法降低扁铜线绕组的交流铜耗,并提高电机的效率。最后对一台额定功率为60 kW的轴向磁通永磁电机进行实验,实验结果与仿真结果基本吻合,证明了仿真模型的有效性和扁线立绕方法的正确性。 展开更多

关键词 轴向磁通永磁电机 交流铜耗 3D有限元 扁铜线 圆铜线 扁线立绕

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低氧铜杆连续挤压过程变形行为及组织演化

17

作者 杨志 李凤勇 +5 位作者 杨宝成 王松伟 程明 宋鸿武 邵俊 韩明奇 《锻压技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期46-55,共10页

连续挤压是制备并改善扁线组织的重要方法。首先,结合有限元模拟方法,系统地探究了挤压轮转速对低氧铜3mm×2mm规格的扁线成形过程中温度场、速度场和等效应变场的影响规律,获得了最佳连续挤压稳定成形的转速为6r·min^(-1)。... 连续挤压是制备并改善扁线组织的重要方法。首先,结合有限元模拟方法,系统地探究了挤压轮转速对低氧铜3mm×2mm规格的扁线成形过程中温度场、速度场和等效应变场的影响规律,获得了最佳连续挤压稳定成形的转速为6r·min^(-1)。基于模拟结果开展了连续挤压实验,并通过EBSD方法探究了低氧铜杆在连续挤压前后组织及织构演化情况。结果表明:连续挤压后扁线组织再结晶分数可达91.78%;挤压前织构组分以{110}<122>(21.16%)、{110}<112>(15.33%)和{112}<111>(14.51%)为主,经连续挤压后转变为以{110}<112>(29.55%)、{112}<111>(16.67%)和{123}<634>(11.07%)为主的稳定织构。 展开更多

关键词 低氧铜杆 连续挤压 挤压轮转速 扁线 织构

原文传递

基于PLC的连续挤压铜扁线硬化控制系统设计 被引量：1

18

作者 高志民 宋宝韫 +1 位作者 张汉祥 张锋刚 《机械设计与制造》 北大核心 2009年第8期56-57,共2页

根据连续挤压铜扁线硬化工艺特点,设计了一种基于PLC的连续挤压铜扁线硬化自动控制系统。利用人机界面组态王进行信息交互,通过PLC脉冲输出控制步进电机定位,实现硬化装置的自动控制,从而提高硬化装置的定位精度和可靠性。

关键词 连续挤压 铜扁线 PLC 组态王

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新能源汽车扁铜线绕组电机槽内绝缘等效导热系数分析与计算 被引量：11

19

作者 崔刚 熊斌 顾国彪 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第11期1-13,共13页

新能源汽车永磁驱动电机(PMDM)功率密度的不断提升对电机散热性能提出了更高的要求,定子绕组绝缘系统的传热特性是控制电机热点温度的主要瓶颈。针对定子齿槽、扁铜线绕组和绝缘材料的尺寸偏差及渍漆填充率对车用扁铜线绕组永磁驱动电... 新能源汽车永磁驱动电机(PMDM)功率密度的不断提升对电机散热性能提出了更高的要求,定子绕组绝缘系统的传热特性是控制电机热点温度的主要瓶颈。针对定子齿槽、扁铜线绕组和绝缘材料的尺寸偏差及渍漆填充率对车用扁铜线绕组永磁驱动电机定子槽内绝缘系统传热性能的影响,提出了定子槽内绝缘系统等效导热系数的计算方法,并据此开展了尺寸偏差和工艺参数的参数敏感性分析。采用电磁场、温度场与流体场的耦合分析方法,利用槽内绝缘等效导热系数,研究了绕组损耗分布差异时具有不同导热能力绝缘材料的扁铜线绕组电机不同工况下的温度分布。完成两台110 kW样机的制造及测试。仿真与实验结果的对比分析验证了提出的定子槽内绝缘系统等效导热系数计算方法的准确性。 展开更多

关键词 新能源汽车 永磁同步电机 扁铜线绕组 三维温度场 电机损耗 导热系数

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轴向磁通永磁电机扁铜线交流铜耗的混合解析计算及抑制 被引量：7

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作者 武岳 张志锋 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第24期6609-6618,共10页

轴向磁通永磁电机的扁铜线交流铜耗会严重影响电机性能,因此扁铜线交流铜耗的精确计算与抑制十分重要。采用三维瞬态场计算交流铜耗,虽然可以获得精确的结果,但存在计算时间长和对计算机性能要求高的问题。为了权衡计算精度与计算时间,... 轴向磁通永磁电机的扁铜线交流铜耗会严重影响电机性能,因此扁铜线交流铜耗的精确计算与抑制十分重要。采用三维瞬态场计算交流铜耗,虽然可以获得精确的结果,但存在计算时间长和对计算机性能要求高的问题。为了权衡计算精度与计算时间,提出一种混合解析计算的方法。该方法将三维有限元与解析法相结合,可以考虑趋肤效应、邻近效应和外部磁场对交流铜耗的影响。为了抑制交流铜耗,提出采用扁线立绕的导体排列方式。利用该方法对不同导体排列方式的交流铜耗和电机效率进行计算,并通过三维瞬态场有限元进行验证。最后,对一台60 kW的样机进行实验,实验结果、有限元结果和混合解析计算结果基本吻合,验证了混合解析计算的准确性和扁线立绕的有效性. 展开更多

关键词 轴向磁通永磁电机 扁铜线 交流铜耗 混合解析计算 导体排列方式

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