简介:本研究提出了一种在外转子永磁(PM)电机中对单位体积最大力矩的优化分析模型,其中最大可实现的空隙磁通密度取决于空隙直径与外径的分流比,定子槽面积为分流比、空隙磁通密度及在槽底定子直径与空隙直径的定子分流比的函数。在考虑或不考虑最大可实现空隙磁通密度由分流比限制的情况下通过分析得到最优化的分流比、定子分流比和空隙磁。另外,空隙磁通密度分布、槽与极的数量、槽的形状、齿尖、端绕组、转子轭、内径对最优设计的影响都进行讨论。有限元分析和试验的结果验证了分析的正确性。结果显示当平均空隙慈通密度稍低于最大定子磁通密度一半时外转子永磁电机的力矩密度为最大.
简介:本文提出一种在转子完全静止条件下精确辨识永磁同步电机(PMSM)交直轴电感的方法。该方法结合转子初始位置检测技术,在转子静止条件下给电机定子施加高频交流电压,对重构电压和响应电流进行离散傅里叶变换(DFT)后结合电机等效模型分别计算交直轴电感。文章首先叙述了现有永磁同步电机电感参数辨识方法,论述了各方法的优缺点。然后结合永磁同步电机的数学模型,深入分析了本文提出的转子静止式辨识方法的原理和辨识过程中的空间矢量状态。通过建立参数辨识系统与矢量控制系统,在实际电机上验证了该方法的有效性和精确性。结果表明,该方法能够可靠辨识永磁同步电机电感参数,有效减弱电流谐波的影响,尤其适用于空间谐波含量较高的内置式永磁同步电机(IPM)。
简介:在永磁同步电机(PMSMs)的许多应用中,由转矩波纹和径向力谐波产生的震动备受关注。选用电机设计和/或定子励磁二者之一来减小转矩波纹在近些年已受到很大的注意。相比之下,减小径向力谐波的方法却没受到那么重视。本文推导给出了一种磁场重建法,可以让设计者快速决定在任意定子励磁电流下的径向和切向力分量。使用磁场重建法,可找到减小转矩和径向力波纹的定子电流波形,来迫使转矩密度保持让人满意的水平。
简介:直线磁通切换永磁电机的永磁体和电枢绕组均置于初级,次级仅由导磁铁心组成,结构简单,在长距离驱动系统及短距离高速弹射系统中具有特定优势。应用于长距离驱动系统,可将该类电机的次级导磁铁心沿着长定子轨道铺设,而初级作为短动子,不仅具有高效率、高推力密度的优点,而且次级成本低,降低了驱动系统成本。应用于短距离高速弹射系统,短次级动子铁心置于双边次级定子中间,具有动子结构简单、可靠性高且带负载能力强的优点。本文分别针对长距离驱动系统和短距离高速电磁弹射系统,分析了单边和双边新型磁通切换型直线电机结构、原理、设计规则、电磁性能和驱动系统。研究结果表明该电机在这两类应用场合具有较好的实用价值。
简介:铁道技术研究所(RTRI,日本)进一步完善了早先研制的由永久磁铁励磁的封闭型同步牵引电动机。该电动机用于新一代市郊电动车组。电机采用了原理全新的冷却系统,其冷却效率为试验结果所证实。永磁体的最佳结构能提高反力矩,由此最大电流值得以降低。研究与计算表明,由于采用了新型牵引电动机,电动车组的能耗降低12%,噪音水平降低7dB。自通风异步电动机广泛用作铁道车辆的牵引电动机。但是,他们需要定期解体,以清理内部结构件。装在电动机轴上的风扇在高速旋转下,成为噪声源。显然采用全封闭式电动机可以避免这些问题,但是与强迫通风电机相比其冷却特性却相差很多。因此,全封闭异步电动机具有较小的输出功率,在相同的功率下具有较大的重量和体积。与此同时,以稀土元素为基础的永磁体领域取得的进步,使得有可能研制出大功率的由永磁铁励磁的同步电动机。在一般情况下,这种电动机具有较高的效率与异步电动机相比冷却消耗较小。因此RTRI的专家们着手研制全封闭式永磁同步牵引电动机,在外形尺寸相同的条件下具有较高的输出功率,与普通自通风异步电动机相比(见“ЖЕЛЕ3НьIЕДОРА”,2006,No10,28—34)特别适合于电动车组。因此,首先研制出140kW的全封闭式永磁同步牵引电动机,随后又为新一代市郊电动车组研制出了235kW的永磁同步牵引电动机。