基于Halbach阵列的盘式无铁心永磁同步电机磁钢优化 被引量：13

1

作者 李桂丹 于海峰 +1 位作者 王晓远 张博 《微电机》 2015年第2期1-6,43,共7页

对基于90°Halbach阵列的盘式无铁心永磁同步电机的磁钢进行形状优化,以改善电机的气隙磁密波形。分析了电机的结构和空载电磁场,在此基础上采用改变永磁体边缘形状方法将90°Halbach型永磁体阵列优化为内圆型、外圆型和削角型3... 对基于90°Halbach阵列的盘式无铁心永磁同步电机的磁钢进行形状优化,以改善电机的气隙磁密波形。分析了电机的结构和空载电磁场,在此基础上采用改变永磁体边缘形状方法将90°Halbach型永磁体阵列优化为内圆型、外圆型和削角型3种,并利用有限元法分析不同永磁体形状对气隙磁密波形的正弦性和基波幅值的影响。分析表明优化后的90°Halbach型盘式无铁心永磁同步电机能够获得和45°Halbach型电机基本相同的气隙磁密,并且在永磁体充磁、加工和安装定位等方面要优于45°Halbach型电机。3种永磁体形状优化中内圆型永磁体的优化效果最佳。 展开更多

关键词 盘式无铁心 HALBACH 形状优化 气隙磁通密度 有限元分析

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盘式无铁心永磁同步电机矢量控制技术分析 被引量：11

2

作者 王晓远 王晓光 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第18期2952-2959,共8页

盘式无铁心永磁同步电机的定、转子均为无铁心结构,在同等输出功率和转矩条件下,电机重量较轻,并具有过载能力强、无齿槽转矩、气隙磁场分布正弦性好、电枢反应小、参数线性等优点。作为电动机应用时,特别适合对电机体积有特殊要求且低... 盘式无铁心永磁同步电机的定、转子均为无铁心结构,在同等输出功率和转矩条件下,电机重量较轻,并具有过载能力强、无齿槽转矩、气隙磁场分布正弦性好、电枢反应小、参数线性等优点。作为电动机应用时,特别适合对电机体积有特殊要求且低速性能好、响应速度快、过载能力强的场合。同样,因为无铁心结构,电机定子绕组电感很小,很小的电感导致通以绕组内的电流不连续,从而产生电磁转矩脉动。该文提出一种电机外部串电感的方法,增大定子绕组回路的电感值,设计了基于转子磁场定向的盘式无铁心永磁同步电机调速驱动系统。仿真和实验结果证实了控制方法的有效性,电机转速平稳且无静差,超调量小;能够获得较大启动转矩,响应速度快。 展开更多

关键词 盘式无铁心 永磁同步电机 串电感 转子磁场定向

原文传递

基于电流矢量的盘式无铁心永磁同步电机瞬时转矩控制 被引量：4

3

作者 王晓远 王晓光 傅涛 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第16期43-49,共7页

盘式无铁心永磁同步电机具有过载能力强、无齿槽转矩、反电动势正弦等优点,非常适合伺服应用场合。但由于电机定子绕组电感很小,导致在传统电压型逆变器控制下的电流波动较大,限制了此类电机的应用。基于以上问题,在前置电流型斩波电路... 盘式无铁心永磁同步电机具有过载能力强、无齿槽转矩、反电动势正弦等优点,非常适合伺服应用场合。但由于电机定子绕组电感很小,导致在传统电压型逆变器控制下的电流波动较大,限制了此类电机的应用。基于以上问题,在前置电流型斩波电路的基础上,提出一种基于电流矢量的瞬时转矩反馈控制算法。探讨了电流矢量与电磁转矩之间的关系,对电机的瞬时转矩进行估计和反馈,根据转子位置来计算需要输出电流矢量的幅值及逆变桥的开关状态,通过调整母线电流来实现对电机转矩的实时控制。仿真和实验结果验证了所述控制方法的有效性,为盘式无铁心永磁同步电机控制系统的研究提供了理论基础。 展开更多

关键词 盘式无铁心 电流斩波电路 瞬时转矩控制 电流矢量

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梯形永磁体盘式无铁心电机的设计与研究 被引量：9

4

作者 谢颖 曲春梅 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第8期74-82,共9页

针对永磁盘式无铁心同步电机的轴向磁场结构,在现有Halbach永磁阵列的基础上,提出一种梯形结构永磁体阵列。详细阐述该电机的结构与优点,利用有限元方法研究了不同梯形结构永磁体阵列对气隙磁密的影响,根据气隙磁场中的谐波含量及空载... 针对永磁盘式无铁心同步电机的轴向磁场结构,在现有Halbach永磁阵列的基础上,提出一种梯形结构永磁体阵列。详细阐述该电机的结构与优点,利用有限元方法研究了不同梯形结构永磁体阵列对气隙磁密的影响,根据气隙磁场中的谐波含量及空载反电势畸变率选取最优转子结构。该结构在保证与传统结构永磁体材料用量相当的前提下,有效提高气隙磁密的基波,降低谐波含量。由于轴向磁场结构的特殊性,给出该电机的设计规则,如磁极尺寸和导体占空比的确定。计算了电机在负载工况下不同定子电流对交直轴电感的影响,为该类电机的设计提供了一定的参考价值。 展开更多

关键词 盘式无铁心电机 HALBACH阵列 梯形永磁体 有限元方法 气隙磁密

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Halbach阵列用于盘式无铁心永磁同步电动机的结构仿真研究 被引量：3

5

作者 王晓远 赵方 +1 位作者 丁亚明 唐任远 《微电机》 北大核心 2006年第9期22-25,共4页

介绍了一种新型Halbach永磁体阵列的基本形式、特点及其在盘式无铁心永磁同步电动机中的应用,并利用FEM对该型电动机中的Halbach永磁体阵列的最佳结构及特点进行了仿真分析。说明样机电动势接近正弦,损耗降低,效率提高。

关键词 HALBACH 盘式电动机 无铁心 永磁同步电动机 仿真

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基于Halbach阵列的多盘式无铁心永磁同步电机设计研究 被引量：4

6

作者 王晓远 赵方 +2 位作者 杜静娟 齐利晓 唐任远 《微电机》 北大核心 2007年第2期26-28,共3页

介绍一种基于Halbach阵列的多盘式无铁心永磁同步电动机。电机采用单元电机组合式的结构型式。电枢无铁心、重量轻、噪声小、效率高。介绍了电机基本设计规则,并对其关键工艺进行研究,最后给出了样机的有关参数。

关键词 盘式 设计 HALBACH 无铁心 永磁同步电动机 结构

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轴向磁场无铁心无刷永磁盘式电机的设计 被引量：19

7

作者 陈金涛 辜承林 《微电机》 2002年第5期14-16,共3页

介绍了轮用轴向磁场无铁心无刷永磁盘式电机的结构形式 ,探讨了这种新电机的设计特点 ,重点解决了电机主要尺寸确定和磁路分析计算问题 。

关键词 轴向磁场 无铁心无刷永磁盘式电机 设计 磁极 线圈

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多盘式无铁心永磁电机参数设计与电磁仿真 被引量：3

8

作者 邓涛 华叙彬 《重庆理工大学学报（自然科学）》 CAS 北大核心 2021年第2期52-59,共8页

当前无人机广泛采用的单层盘式电机因其定转子之间存在单边磁拉力,使得轴承寿命短且存在转矩小、过载能力差、效率低等问题。为此,设计了塑料结构多盘式无铁心永磁同步电机,其机械结构由塑料材料制成。采用多气隙结构增大转矩输出能力,... 当前无人机广泛采用的单层盘式电机因其定转子之间存在单边磁拉力,使得轴承寿命短且存在转矩小、过载能力差、效率低等问题。为此,设计了塑料结构多盘式无铁心永磁同步电机,其机械结构由塑料材料制成。采用多气隙结构增大转矩输出能力,无铁心结构提高效率,由塑料材料制成的电机结构具有较高的热特性和力学特性,可进一步增加转矩密度,适合无人机使用。根据无人机的实际需求,对三转子双定子MCPMM的结构参数进行设计,基于有限元方法,建立电机三维有限元模型进行电磁性能仿真。仿真结果表明:三转子双定子MCPMM在空载运行时,磁链为0.022 Wb,反电势为42.1 V;在额定运行时,额定转矩为5.3 N·m,额定输出功率为2 000 W,电机效率为89.2%,符合设计要求。 展开更多

关键词 无人机 永磁同步电机 多盘式无铁心 电机设计 有限元仿真

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PCB定子无铁心盘式电机绕组结构设计与优化 被引量：1

9

作者 王晓光 胡藏现 +1 位作者 赵萌 刘凌云 《微电机》 北大核心 2020年第10期17-21,共5页

为改善盘式定子无铁心电机空载反电动势波形的正弦性和降低反电动势的高次谐波,本文提出了一种PCB绕组盘串联叠加的定子结构,且叠加的定子绕组盘之间具有角度差。首先采用理论的方法得到了电机绕组的基波和谐波反电动势有效值的解析式,... 为改善盘式定子无铁心电机空载反电动势波形的正弦性和降低反电动势的高次谐波,本文提出了一种PCB绕组盘串联叠加的定子结构,且叠加的定子绕组盘之间具有角度差。首先采用理论的方法得到了电机绕组的基波和谐波反电动势有效值的解析式,并建立了电机绕组结构的优化模型以确定叠加绕组盘间角度差的范围。通过三维有限元分析,确定了最佳角度差。最后对样机进行空载反电动势实验,可以发现实验结果与仿真结果基本吻合,证明了本文提出的定子结构对提高电机反电动势正弦性的有效性。 展开更多

关键词 盘式无铁心电机 PCB绕组 高次谐波 反电动势

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转子无铁心式直流永磁盘式电机的磁场和解析解分析与优化设计 被引量：22

10

作者 辜承林 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 1996年第2期125-129,共5页

本文分别采用有限元和近似解析方法对不同结构的转子无铁心式轴向磁场直流永磁盘式电机的磁场进行计算，并以漏磁系数和每极主磁通量为目标函数确定电机的最佳结构尺寸。在此基础上，以电机效率和输出功率为约束进行电机的电磁优化设计... 本文分别采用有限元和近似解析方法对不同结构的转子无铁心式轴向磁场直流永磁盘式电机的磁场进行计算，并以漏磁系数和每极主磁通量为目标函数确定电机的最佳结构尺寸。在此基础上，以电机效率和输出功率为约束进行电机的电磁优化设计，进而设计出无铁心式最薄盘式转子。分析设计方法的实用性和可靠性已由产品抽样试验结果证实。 展开更多

关键词 盘式电机 磁场 永磁式电机 转子 设计

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盘式无铁心永磁发电机电磁设计和仿真 被引量：1

11

作者 赵锦成 闫羽佳 孟繁敬 《微特电机》 北大核心 2017年第6期45-47,53,共4页

主要研究应用于机动式武器平台取力发电系统的盘式无铁心永磁发电机,简述了其结构特点,然后从基本电磁关系出发,结合实际设计经验,得到了符合实际需求的发电机尺寸和参数。在Ansys Maxwell中进行了电磁场仿真,得到了空载特性和负载特性... 主要研究应用于机动式武器平台取力发电系统的盘式无铁心永磁发电机,简述了其结构特点,然后从基本电磁关系出发,结合实际设计经验,得到了符合实际需求的发电机尺寸和参数。在Ansys Maxwell中进行了电磁场仿真,得到了空载特性和负载特性以及转速变化时输出电压的幅值范围。研究结果表明,盘式无铁心永磁发电机电枢反应较小,在转速变化时感应电动势波形平稳,能够满足取力发电系统的需求。 展开更多

关键词 无铁心 盘式永磁发电机 电磁计算 有限元分析

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稀土永磁电机正进入大发展的新时期 被引量：32

12

作者 唐任远 赵清 周挺 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 2011年第1期1-8,30,共9页

稀土永磁电机作为节能减排、绿色能源及信息化等领域的发展焦点已成为众人研究的对象.针对永磁风力发电机、超高效永磁同步电动机、交流永磁伺服电动机和特种永磁电机等已研究电机进行介绍和分析,列出各自的特点及适用场合,给出其与传... 稀土永磁电机作为节能减排、绿色能源及信息化等领域的发展焦点已成为众人研究的对象.针对永磁风力发电机、超高效永磁同步电动机、交流永磁伺服电动机和特种永磁电机等已研究电机进行介绍和分析,列出各自的特点及适用场合,给出其与传统电机的性能对比结果.由于用户对电机性能的要求日益增高,电机结构日益新颖多样,因此,增加了设计及研究的复杂性.通过多耦合系统、多学科知识的整合,永磁电机的性能得到了进一步的优化,并且将会得到更大的发展. 展开更多

关键词 永磁风力发电机 混合励磁发电机 超高效永磁同步电动机 变频调速永磁电动机 交流永磁伺服电动机 盘式永磁电机 无铁芯永磁电动机 横向磁通永磁电机

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非均匀磁极盘式无铁心永磁ISG电机设计与分析 被引量：8

13

作者 李玉彬 杨宗霄 《河南科技大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2018年第4期28-33,共6页

为了提高集成式起动-发电机(ISG)的输出特性,降低电机成本,利用Halbach阵列永磁体理论,结合盘式电机三层叠式绕组技术,提出非均匀极弧长度Halbach盘式无铁心永磁ISG电机。首先,分析了电机结构及特点和电磁场计算过程。其次,以电机气隙... 为了提高集成式起动-发电机(ISG)的输出特性,降低电机成本,利用Halbach阵列永磁体理论,结合盘式电机三层叠式绕组技术,提出非均匀极弧长度Halbach盘式无铁心永磁ISG电机。首先,分析了电机结构及特点和电磁场计算过程。其次,以电机气隙磁场分布作为设计指标,利用三维有限元分析软件对电机的永磁体极弧比例、电枢直径比、转子轭部厚度等结构参数进行参数化优选。与预估结构参数对比表明:优选后电机永磁体主副磁极比例为5∶2∶1∶2时,气隙磁密基波幅值提高了9.72%。三层叠式绕组可增加线圈有效边长度,提高气隙磁场利用率,感应电动势平均值增加了8%。 展开更多

关键词 盘式无铁心永磁ISG电机 HALBACH 非均匀磁极 三层叠式绕组

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无刷直流盘式电机涡流计算 被引量：6

14

作者 邵非非 陈钢 《微电机》 北大核心 2011年第10期13-16,共4页

盘式电机的磁场是一个复杂的三维磁场,采用传统二维磁场有限元法来计算盘式电机定子绕组涡流损耗结果相差很大;若采用三维磁场有限元法来计算则会浪费大量时间,介于这两点,该文提出一种参数化建模的分环法,即把三维磁场的盘式电机转化... 盘式电机的磁场是一个复杂的三维磁场,采用传统二维磁场有限元法来计算盘式电机定子绕组涡流损耗结果相差很大;若采用三维磁场有限元法来计算则会浪费大量时间,介于这两点,该文提出一种参数化建模的分环法,即把三维磁场的盘式电机转化为多环的二维磁场直线电机,理论上可把盘式电机分割为无数个沿着径向叠加的直线电机,即可节约计算时间,又能提高计算精度,随后所设计的11 kW无铁芯定子绕组无刷直流永磁盘式电机样机实验结果也证明了理论计算和工程设计的准确性、可行性和计算过程的快速性,为后续进行电机进一步优化设计奠定了基础。 展开更多

关键词 无铁芯盘式电机 涡流损耗 参数化建模 分环法

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盘式无铁心永磁发电机温度场分析和冷却方式研究 被引量：2

15

作者 闫羽佳 赵锦成 《微特电机》 2018年第8期45-48,共4页

以针对取力发电系统设计的盘式无铁心永磁发电机为研究对象,基于仿真平台建立仿真模型,通过电磁场组件仿算了电机的温升来源,在稳态温度场组件中得到了电机自然散热条件下的温度场分布状况,并针对机壳散热系数的变化进行了对比分析。引... 以针对取力发电系统设计的盘式无铁心永磁发电机为研究对象,基于仿真平台建立仿真模型,通过电磁场组件仿算了电机的温升来源,在稳态温度场组件中得到了电机自然散热条件下的温度场分布状况,并针对机壳散热系数的变化进行了对比分析。引入机壳水冷结构,优化冷却方式,结合流体场组件仿真分析了水冷条件下对电机温升的改善,为进一步研究打下基础。 展开更多

关键词 无铁心 盘式永磁发电机 温度场 损耗

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无铁心盘式PMSM损耗和温度研究 被引量：2

16

作者 王俊杰 马恩林 《鱼雷技术》 2015年第5期359-366,共8页

为保证导弹舵机用无铁心盘式永磁同步电机(PMSM)安全工作,需要充分了解其各种损耗和温度状况。首先根据导弹舵机的性能指标设计电机基本结构,然后利用JMAG-Designer软件计算电机在负载情况下的焦耳损耗、铁损和涡流损耗,最后对电机的温... 为保证导弹舵机用无铁心盘式永磁同步电机(PMSM)安全工作,需要充分了解其各种损耗和温度状况。首先根据导弹舵机的性能指标设计电机基本结构,然后利用JMAG-Designer软件计算电机在负载情况下的焦耳损耗、铁损和涡流损耗,最后对电机的温度场进行3D有限元分析。研究结果表明,在额定功率下,该电机的温升符合导弹舵机的性能要求。研究结果可为导弹舵机的研制和使用提供理论参考。 展开更多

关键词 无铁心盘式永磁同步电机 损耗分析 温度场

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无铁心盘式永磁无刷直流电机的三维电磁场分析 被引量：3

17

作者 赵鹏 王昭鑫 +3 位作者 袁帅 贾晶 张国梁 孙玮 《山东电力技术》 2014年第2期33-36,48,共5页

盘式永磁无刷直流电机具有较高的转矩—惯量比和功率密度。介绍一种24对极无铁心盘式无刷直流电机,对其运行原理和电磁设计进行分析。考虑到盘式永磁无刷直流电机磁场分布的特点,利用Ansoft Maxwell 3D软件分析了一对极下气隙中的磁通... 盘式永磁无刷直流电机具有较高的转矩—惯量比和功率密度。介绍一种24对极无铁心盘式无刷直流电机,对其运行原理和电磁设计进行分析。考虑到盘式永磁无刷直流电机磁场分布的特点,利用Ansoft Maxwell 3D软件分析了一对极下气隙中的磁通密度的分布,计算定转子的受力情况,其结果为进一步优化设计方案提供理论参考。 展开更多

关键词 无铁心盘式永磁电机 三维有限元分析 气隙磁通分布

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轮毂多盘式无铁心永磁同步电机永磁体结构优化 被引量：1

18

作者 刘福贵 王彦刚 +1 位作者 陈玉民 杨乾坤 《电工电气》 2016年第10期25-30,42,共7页

将不等厚排列技术与90°Halbach阵列以及不等宽排列技术相结合应用到两个外转子磁钢分析,中间盘采用普通磁钢排列,通过改变磁钢排列的厚度及宽度,来进一步提高多盘式无铁心永磁同步电机气隙磁密的基波幅值和波形的正弦性,从而提高... 将不等厚排列技术与90°Halbach阵列以及不等宽排列技术相结合应用到两个外转子磁钢分析,中间盘采用普通磁钢排列,通过改变磁钢排列的厚度及宽度,来进一步提高多盘式无铁心永磁同步电机气隙磁密的基波幅值和波形的正弦性,从而提高电机性能。对16极盘式永磁同步电机进行仿真建模,将"不等宽排列技术+90°Halbach阵列"模型以及其优化模型"不等厚排列技术+90°Halbach阵列+不等宽排列技术"进行静态气隙磁场对比分析。仿真数据表明,"不等厚排列技术+90°Halbach阵列+不等宽排列技术"使得周向磁密波形和切向磁密波形都大为改善,磁场波形更接近于正弦分布特征,其中周向磁密波形畸变率改善了67.02%,气隙周向磁密幅值提高了8.15%。 展开更多

关键词 轮毂多盘式无铁心永磁同步电机 永磁体排列结构 有限元仿真 气隙磁密 不等厚排列 90°Halbach阵列 不等宽排列

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基于buck变换器调制的盘式无铁心无刷直流电机矢量控制研究

19

作者 沈亚莉 刘思豪 《计算机与数字工程》 2022年第8期1864-1867,共4页

为了改善盘式无铁心无刷直流电机转矩脉动较大的问题,同时又考虑到无铁心电机电枢电感小的特征,提出了一种基于buck变换器调制的矢量控制策略。在Matlab/Simulink中分别搭建未加入buck变换器的矢量控制模型和加入buck变换器的矢量控制... 为了改善盘式无铁心无刷直流电机转矩脉动较大的问题,同时又考虑到无铁心电机电枢电感小的特征,提出了一种基于buck变换器调制的矢量控制策略。在Matlab/Simulink中分别搭建未加入buck变换器的矢量控制模型和加入buck变换器的矢量控制仿真模型,通过对电磁转矩的波形进行分析对比,结果表明,在矢量控制系统中加入buck变换器能有效减小电磁转矩脉动,证明了该控制策略的可行性。 展开更多

关键词 BUCK变换器 盘式无铁心无刷直流电机 矢量控制 转矩脉动 SIMULINK仿真

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一种新型电传动电动汽车的研究设想

20

作者 张文祥 王超 +1 位作者 梅园 张昭 《汽车实用技术》 2017年第18期112-116,共5页

利用中频电机的特性,把单台发电机供电给单台电动机时,可以直接改变发电机的输出频率来改变电动机的转速的理论,应用到电传动汽车设计上来变频节能,通过控制原动机转速,带动无须稳压装置的稀土永磁无铁芯盘式三相交流发电机发电,发电机... 利用中频电机的特性,把单台发电机供电给单台电动机时,可以直接改变发电机的输出频率来改变电动机的转速的理论,应用到电传动汽车设计上来变频节能,通过控制原动机转速,带动无须稳压装置的稀土永磁无铁芯盘式三相交流发电机发电,发电机输出电压、频率与原动机转速成正比变化,输出特性较变频器更好,直接供电给中频电动机来实时驱动车辆,制作实验模型,录取实验数据,其结果表明,该装置符合设计原理,改善电传动车辆的缺陷,能广泛应用到所有道路车辆上,同时为专用电机设计提供新的思路。 展开更多

关键词 中频电机 电传动 发动机 稀土永磁无铁芯盘式发电机 三相异步电动机 永磁同步电动机

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