新型三段Halbach永磁阵列无铁芯AFPMG设计与分析

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作者 朱军 南怀春 +2 位作者 郭向伟 刘鹏辉 杨明 《江苏大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第1期105-111,共7页

为解决传统Halbach永磁阵列无铁芯轴向磁通永磁发电机(AFPMG)由于磁极永磁体用量增加而导致功率密度降低的问题,提出了一种变辅助磁极参数(极角和充磁夹角)的新型三段Halbach永磁阵列无铁芯AFPMG.采用三维有限元法,对新型三段Halbach永... 为解决传统Halbach永磁阵列无铁芯轴向磁通永磁发电机(AFPMG)由于磁极永磁体用量增加而导致功率密度降低的问题,提出了一种变辅助磁极参数(极角和充磁夹角)的新型三段Halbach永磁阵列无铁芯AFPMG.采用三维有限元法,对新型三段Halbach永磁阵列辅助磁极极角和充磁夹角进行了多目标优化设计,从而确定了最佳辅助磁极参数.最后对比了无铁芯AFPMG中采用不同磁极结构对发电机电压波形质量和功率密度的影响.结果表明:新型永磁发电机可以使发电机电压正弦波畸变率由2.40%下降为0.44%;相较传统两段Halbach和传统三段Halbach永磁阵列的无铁芯AFPMG,新型永磁发电机功率密度得到显著提高;新型永磁发电机的永磁体用量减少了16.68%,进而减轻了转子盘质量,使发电机更加适于低风速下稳定发电. 展开更多

关键词 轴向磁通永磁发电机 变辅助磁极参数 三段halbach永磁阵列 功率密度 电压波形质量

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三段Halbach磁铁阵列永磁同步电机铁心的优化设计 被引量：7

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作者 王爱元 朱建国 商雨青 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第4期37-43,共7页

Halbach磁铁阵列和集中绕组的分数槽绕组应用于永磁同步电机可提高输出转矩并降低转矩波动,满足伺服系统快速性和高精确度的要求,但需要对电机铁心进行再设计。依据Halbach磁铁阵列的理论建立了每极三段Halbach磁铁阵列永磁同步电机磁... Halbach磁铁阵列和集中绕组的分数槽绕组应用于永磁同步电机可提高输出转矩并降低转矩波动,满足伺服系统快速性和高精确度的要求,但需要对电机铁心进行再设计。依据Halbach磁铁阵列的理论建立了每极三段Halbach磁铁阵列永磁同步电机磁场的模型,并分析了气隙磁场特点,提出采用集中绕组的分数槽绕组削弱齿谐波。分析电机铁心的结构特点,确定多个关键尺寸为设计变量,以一定电流的最大转矩平均值和最小转矩波动为主要优化目标,采用Taguchi方法简化优化设计的计算,并建立了双层的优化模型。以一台8极9槽的伺服电动机为例,采用有限元计算,阐述了每极三段Halbach磁铁阵列永磁电机多变量、多目标的优化过程。 展开更多

关键词 永磁同步电动机 halbach磁铁阵列 分数槽绕组 Taguchi法 铁心设计 多目标优化

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三段式Halbach阵列永磁电机解析建模与研究 被引量：3

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作者 杨明磊 钟再敏 +1 位作者 邵仲书 陈辛波 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期130-141,共12页

针对传统子域模型在分析电机电磁性能时无法考虑软磁材料磁导率的缺陷,提出了一种考虑软磁材料磁导率为具体值的三段式Halbach阵列永磁电机多层解析模型。根据内部激励源和媒介的不同,将永磁电机全域划分成Halbach阵列永磁体层、气隙层... 针对传统子域模型在分析电机电磁性能时无法考虑软磁材料磁导率的缺陷,提出了一种考虑软磁材料磁导率为具体值的三段式Halbach阵列永磁电机多层解析模型。根据内部激励源和媒介的不同,将永磁电机全域划分成Halbach阵列永磁体层、气隙层、定子齿尖层和电枢绕组层4类磁场求解层。利用柯西乘积和复数形式的傅里叶级数来描述磁场求解层中媒介磁导率分布情况。基于麦克斯韦方程组建立了每个磁场求解层的拉普拉斯方程或泊松方程,结合边界条件求解出每个磁场求解层的磁矢位。利用多层解析模型计算了电机的气隙磁密、空载反电动势和输出转矩等电磁特性,并与有限元模型计算结果进行了对比。计算结果表明:多层解析模型和有限元模型计算得到的气隙磁密波形吻合得很好,两者的空载反电动势峰值和输出转矩平均值的相对误差均小于1%,证明了多层解析模型的正确性。最后利用多层解析模型研究了槽开口宽度、磁极宽度和充磁夹角对电机输出转矩的影响规律,给出了输出转矩最优的设计方案。仿真结果表明:优化后的输出转矩脉动削减了75.7%,证明所提出的多层解析模型不仅计算准确而且计算速度快,在电机的初始设计和电磁性能影响规律的探究上具有明显的优势。 展开更多

关键词 多层解析模型 永磁电机 有限元 三段式halbach阵列 电磁性能

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基于伪周期的Halbach永磁阵列三维磁场端部效应建模研究 被引量：7

4

作者 宋玉晶 张鸣 +1 位作者 朱煜 李鑫 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第12期162-170,共9页

对于无铁芯动铁式长行程平面电机,其动子Halbach永磁阵列端部磁场的畸变将产生端部效应,由其引起的推力波动将影响平面电机定位与运动精度。建立准确的包含端部磁场的Halbach永磁阵列三维磁场数学解析模型,是电机推力建模、避免推力波... 对于无铁芯动铁式长行程平面电机,其动子Halbach永磁阵列端部磁场的畸变将产生端部效应,由其引起的推力波动将影响平面电机定位与运动精度。建立准确的包含端部磁场的Halbach永磁阵列三维磁场数学解析模型,是电机推力建模、避免推力波动、提高端部磁场利用率及降低单个线圈能耗的基础。以无铁芯动铁式永磁同步平面电机动子Halbach永磁阵列为研究对象,分析了Halbach永磁阵列中磁场类正弦区与端部畸变区的磁场特性,通过将Halbach永磁阵列外边缘磁场衰减至零的特征边界间距定义为机械伪周期,并采用新的傅立叶级数及空间积分技术,推导出了完整的Halbach永磁阵列全空间磁场三维数学解析表达式。通过与有限元计算及现有磁场解析计算方法的对比,结果验证了提出的磁场建模方法的准确有效性。 展开更多

关键词 平面电机 halbach永磁阵列 端部效应 机械伪周期 磁场建模

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新型Halbach阵列盘式永磁电机的磁场解析

5

作者 王晓远 尹春霞 李天元 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期21-31,共11页

基于印制电路板(PCB)技术的盘式永磁电机(AFPMM)提出一种新型Halbach阵列的转子结构,该阵列结构简单、易于优化。运用矢量磁位法对新型转子产生的空载气隙磁密进行解析推导,获得关于气隙磁场的数学模型。基于该模型,保持永磁体总用量不... 基于印制电路板(PCB)技术的盘式永磁电机(AFPMM)提出一种新型Halbach阵列的转子结构,该阵列结构简单、易于优化。运用矢量磁位法对新型转子产生的空载气隙磁密进行解析推导,获得关于气隙磁场的数学模型。基于该模型,保持永磁体总用量不变,以永磁体极弧系数比和径向长度比作为优化变量,气隙磁密基波幅值和谐波畸变率作为优化目标,确立最优转子结构参数。三维有限元仿真结果表明,解析法所得的气隙磁密波形与有限元法基本一致,验证了所提出解析模型的合理性。与传统Halbach阵列相比,新型Halbach阵列气隙磁密基波幅值提升了10.3%,同时谐波畸变率由19.8%降至4.8%,优化效果明显,可以有效降低高频工况下电机的涡流损耗、提升电机效率。最后制造一台样机进行相关实验测试,验证了解析和仿真分析的正确性,对PCB定子AFPMM的设计具有一定参考价值。 展开更多

关键词 解析法 电机设计 盘式永磁电机 气隙磁密 halbach阵列 印制电路板定子

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三段不等厚Halbach永磁电机解析法建模与优化

6

作者 倪有源 王磊 葛木明 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2020年第3期349-357,共9页

文章提出了一种三段不等厚Halbach阵列的永磁电机。利用分区域法得到该模型标量磁位的微分方程,并利用叠加法,获得三段不等厚Halbach阵列的无槽永磁电机气隙磁密解析表达式;然后利用改进的卡特系数计算该模型的等效气隙长度,进一步求解... 文章提出了一种三段不等厚Halbach阵列的永磁电机。利用分区域法得到该模型标量磁位的微分方程,并利用叠加法,获得三段不等厚Halbach阵列的无槽永磁电机气隙磁密解析表达式;然后利用改进的卡特系数计算该模型的等效气隙长度,进一步求解得到三段不等厚Halbach阵列的有槽永磁电机的气隙磁密、反电动势和电磁转矩解析式等。此外,对三段不等厚Halbach阵列的永磁电机的气隙磁密进行优化分析,利用分离变量法,对两边磁极的磁化角度求导,计算得到无槽和有槽永磁电机两边磁极最优的磁化角,即使模型的径向气隙磁密基波获得最大值。通过与传统结构的永磁电机的电磁性能比较,结果表明该模型结构的永磁电机不仅具有较好的电磁性能,而且减少了永磁用量。最后利用有限元法验证了该解析模型的的正确性。 展开更多

关键词 三段不等厚halbach 永磁电机 解析法建模 分离变量法 最优磁化角

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永磁电磁混合Halbach阵列空间磁场三维解析计算及参数分析 被引量：4

7

作者 罗成 朱开锋 +1 位作者 张昆仑 靖永志 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第7期20-29,共10页

针对永磁电动悬浮系统Halbach阵列产生的空间磁场不可控,导致系统受到外界干扰时容易发生振荡而不能快速稳定悬浮,研究一种永磁电磁混合Halbach阵列。通过在永磁体表面缠绕有源常导线圈实现对Halbach阵列空间磁场的调节控制。分别利用... 针对永磁电动悬浮系统Halbach阵列产生的空间磁场不可控,导致系统受到外界干扰时容易发生振荡而不能快速稳定悬浮,研究一种永磁电磁混合Halbach阵列。通过在永磁体表面缠绕有源常导线圈实现对Halbach阵列空间磁场的调节控制。分别利用解析法和有限元法对永磁电磁混合Halbach阵列空间三维磁场进行计算,并对其线圈参数对空间磁场的影响进行分析。结果显示:随着线圈所占宽度的减小或线圈电流从-6 A/mm^(2)增大到6 A/mm^(2)时,永磁电磁混合Halbach阵列空间磁场幅值均近似线性增大,且越接近于永磁Halbach阵列空间磁场幅值;当通入±6 A/mm^(2)的线圈电流时,在线圈所占宽度为阵列模块宽度的20%及30%情况下,与电流为0时磁场相比,可分别使空间磁场幅值达到±9%和±13%的调节范围。 展开更多

关键词 永磁 电磁 halbach阵列 空间磁场 解析计算 有限元模型

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梯形Halbach交替极无铁心永磁同步直线电机特性分析与优化设计 被引量：5

8

作者 缪仲翠 苏乙 +2 位作者 张磊 赵璇 李燕 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期164-176,共13页

针对无铁心永磁同步直线电机(PMLSM)存在推力波动问题以及磁极结构对永磁体利用率的影响,从结构方面着手,提出一种梯形Halbach交替极磁极结构的无铁心永磁同步直线电机,对Halbach阵列进行优化设计。首先通过有限元法对比在Halbach交替... 针对无铁心永磁同步直线电机(PMLSM)存在推力波动问题以及磁极结构对永磁体利用率的影响,从结构方面着手,提出一种梯形Halbach交替极磁极结构的无铁心永磁同步直线电机,对Halbach阵列进行优化设计。首先通过有限元法对比在Halbach交替极、双层Halbach磁极与梯形Halbach交替极3种磁极结构中PMLSM的电磁性能,分别对气隙磁场谐波成分、空载反电动势、电磁推力以及推力体积比进行计算与对比。其次,采用等效磁化强度法定性分析磁极结构对电机出力性能的影响,并引入Kriging模型,结合多目标优化算法对关键参数进行优化以提高电机平均推力和推力体积比,降低推力波动,得到3个优化目标的Pareto前沿。最后,通过仿真分析验证设计方法的有效性以及电机性能的改善。结果表明:梯形Halbach交替极磁极结构永磁体利用率更高,具有实用价值;梯形Halbach交替极PMLSM能够有效抑制推力波动并保持在7%左右,适用于高精确度加工设备。 展开更多

关键词 永磁同步直线电机 halbach阵列 交替极 等效磁化强度法 KRIGING模型 多目标优化

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双边磁场调制永磁直线电机推力特性优化设计

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作者 缪仲翠 张磊 +2 位作者 苏乙 张慧 李燕 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第2期146-159,共14页

针对永磁直线电机存在的推力波动大以及永磁体利用率低等问题,从结构设计方面着手,提出一种采用扇形Halbach交替极磁极结构的双边长次级磁场调制永磁直线电机(BLSMFMPMLM),并对其进行优化设计。首先,通过有限元法分析BLSMFMPMLM分别采用... 针对永磁直线电机存在的推力波动大以及永磁体利用率低等问题,从结构设计方面着手,提出一种采用扇形Halbach交替极磁极结构的双边长次级磁场调制永磁直线电机(BLSMFMPMLM),并对其进行优化设计。首先,通过有限元法分析BLSMFMPMLM分别采用3种不同Halbach磁极结构的气隙磁场谐波成分、平均推力和推力波动等电磁性能进行计算分析;其次,通过建立推力特性的解析模型和Taguchi法筛选出对推力特性影响较大的参数,利用组合近似模型(ES)结合多目标优化算法对关键参数进行优化以提高电机推力特性,获得多组Pareto最优解;最后,选取综合性能较优的解搭建仿真模型分析电机性能的改善效果和验证设计方法的实用性。结果表明:扇形Halbach交替极磁极结构永磁体利用率更高,具有实用价值;优化后的BLSMFMPMLM平均推力提升了26.82%,并其使得推力波动减小了24.66%,该研究为永磁直线电机的性能改善提供了有效方法。 展开更多

关键词 永磁直线电机 磁场调制 halbach阵列 交替极 推力特性 有限元 组合近似模型 多目标优化

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Halbach阵列无轴承永磁电机有限元分析 被引量：21

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作者 朱熀秋 陈雷刚 +2 位作者 李亚伟 周令康 姜永将 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第4期45-49,共5页

针对气隙磁密对无轴承永磁电机可靠性、转矩脉动及径向悬浮力的影响,提出了Halbach阵列永磁转子结构。从无轴承永磁电机的转子结构出发,对常规面贴式永磁转子和Halbach阵列永磁转子进行了比较分析,并用Ansoft进行了有限元分析,得出了两... 针对气隙磁密对无轴承永磁电机可靠性、转矩脉动及径向悬浮力的影响,提出了Halbach阵列永磁转子结构。从无轴承永磁电机的转子结构出发,对常规面贴式永磁转子和Halbach阵列永磁转子进行了比较分析,并用Ansoft进行了有限元分析,得出了两种不同转子结构的磁力线分布图及气隙磁密波形,分别对两种转子结构的无轴承永磁电机的径向悬浮力与悬浮力绕组电流的关系进行了对比。分析结果表明:Halbach阵列应用在无轴承永磁电机中能显著提高气隙磁密及其正弦特性,增大径向悬浮力。Halbach阵列应用于无轴承永磁电机具有可行性和可靠性。 展开更多

关键词 无轴承永磁电机 halbach阵列 永磁转子 气隙磁密 有限元分析

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新型双层Halbach永磁阵列的解析分析 被引量：28

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作者 寇宝泉 曹海川 +1 位作者 李伟力 张晓晨 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第10期68-76,共9页

提出了一种新型双层Halbach永磁阵列,该阵列结构简单、易于优化,可以得到很高的气隙磁通密度正弦度。设计了一台高速无槽永磁同步电机,运用标量磁位法对双层Halbach永磁阵列在电机气隙中产生的磁场进行了解析分析,得到了气隙磁通密度的... 提出了一种新型双层Halbach永磁阵列,该阵列结构简单、易于优化,可以得到很高的气隙磁通密度正弦度。设计了一台高速无槽永磁同步电机,运用标量磁位法对双层Halbach永磁阵列在电机气隙中产生的磁场进行了解析分析,得到了气隙磁通密度的数学表达式,并进一步得到了电机空载反电动势。分析表明,优化后的气隙磁通密度的谐波畸变率仅为0.5%,反电动势中的谐波含量也非常小。制造了一台样机并进行了实验研究,通过解析、仿真与实验结果的对比,验证了解析方法的正确性。 展开更多

关键词 双层halbach 永磁阵列 解析分析 高速电机

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Halbach永磁阵列磁场解析求解及推力建模 被引量：21

12

作者 宋玉晶 张鸣 朱煜 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第11期61-67,共7页

对于无铁心动铁式长行程直线电机,其动子Halbach永磁阵列长度小于定子线圈沿运动方向的长度,为线圈切换简单及提高磁场的利用率,使得通电线圈范围大于永磁阵列产生的磁场范围,此时通电线圈数目不发生变化,需利用到永磁阵列的端部磁场。... 对于无铁心动铁式长行程直线电机,其动子Halbach永磁阵列长度小于定子线圈沿运动方向的长度,为线圈切换简单及提高磁场的利用率,使得通电线圈范围大于永磁阵列产生的磁场范围,此时通电线圈数目不发生变化,需利用到永磁阵列的端部磁场。由于端部磁场的畸变产生端部效应,引起的推力波动将影响电机的运动精度。为此,需要建立准确的包含端部效应的Halbach永磁阵列磁场模型。以无铁心动铁式永磁同步直线电机为研究对象,考虑端部效应,采用修正的傅里叶级数形式推导出了伪周期内完整的Halbach永磁阵列磁场解析模型,并利用Maxwell应力张量法建立了电机推力模型。通过磁场有限元仿真、推力测试,对比结果验证了所提方法的准确性和有效性。 展开更多

关键词 halbach永磁阵列 端部效应 伪周期 修正的傅里叶级数 Maxwell应力张量法

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基于Halbach阵列爬壁机器人永磁轮吸附单元的设计与优化 被引量：15

13

作者 潘柏松 张晋 +1 位作者 魏凯 叶宇峰 《浙江工业大学学报》 CAS 北大核心 2015年第4期393-397,F0004,共6页

针对爬壁机器人的工作环境和要求,基于Halbach阵列理论提出了新型磁轮吸附单元的拓扑结构.通过有限元仿真研究了磁轮轭铁厚度、极对数、轴向和周向磁化单元比例等若干因素对吸附力的影响.设计了两组实验,分别测试磁轮吸附力周向变化状... 针对爬壁机器人的工作环境和要求,基于Halbach阵列理论提出了新型磁轮吸附单元的拓扑结构.通过有限元仿真研究了磁轮轭铁厚度、极对数、轴向和周向磁化单元比例等若干因素对吸附力的影响.设计了两组实验,分别测试磁轮吸附力周向变化状况和空气隙对磁轮吸附的影响.在验证分析结果准确性的基础上,基于多岛遗传优化算法对磁轮结构参数进行了全局优化分析.结果表明:优化后的磁轮吸附力与磁轮重量比与优化前相比提高了近2倍,极大地提高了磁能利用率. 展开更多

关键词 环形halbach阵列 永磁轮 遗传优化

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Halbach阵列磁力变速永磁无刷电机解析计算与设计 被引量：8

14

作者 井立兵 龚俊 +1 位作者 章跃进 曲荣海 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第5期954-962,共9页

精确计算气隙磁场是分析与设计复合电机的关键,该文运用二维解析法计算Halbach阵列磁力变速永磁无刷电机气隙磁场。根据磁力变速永磁无刷电机的结构特点,分别建立磁力齿轮和永磁无刷电机两部件解析模型;求解场域主要有内中外三层气隙、... 精确计算气隙磁场是分析与设计复合电机的关键,该文运用二维解析法计算Halbach阵列磁力变速永磁无刷电机气隙磁场。根据磁力变速永磁无刷电机的结构特点,分别建立磁力齿轮和永磁无刷电机两部件解析模型;求解场域主要有内中外三层气隙、内外双转子永磁体区域和内外双定子槽区域,每个子区域的求解方程通过边界连续条件建立联系。计算得到各子区域的矢量磁位磁通解析式,计算电机磁场、齿槽转矩、反电动势和电磁转矩;制作样机并搭建控制系统试验平台,进行空载和负载试验测试。解析计算波形和试验样机测试波形对比,结果一致,证明了该方法的正确性和有效性。 展开更多

关键词 磁力变速永磁无刷电机 halbach阵列 电磁转矩 解析法

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Halbach永磁阵列型轴向调制永磁齿轮 被引量：6

15

作者 肖磊 张海 许宝玉 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2019年第9期1373-1379,共7页

本文提出了一种可输出高转矩的轴向调制永磁齿轮。在不改变轴向调制永磁齿轮整体尺寸的情况下,将主、从动磁极按照Halbach永磁阵列进行排列,利用Halbach永磁阵列的聚磁作用,增大主、从动侧气隙内耦合磁场的磁场强度,并使用有限元法对这... 本文提出了一种可输出高转矩的轴向调制永磁齿轮。在不改变轴向调制永磁齿轮整体尺寸的情况下,将主、从动磁极按照Halbach永磁阵列进行排列,利用Halbach永磁阵列的聚磁作用,增大主、从动侧气隙内耦合磁场的磁场强度,并使用有限元法对这种永磁齿轮进行了仿真分析。结果表明Halbach永磁齿轮比传统阵列永磁齿轮的输出转矩更大;对气隙磁通量密度的谐波分析表明,Halbach永磁齿轮和传统阵列永磁齿轮的气隙磁密谐波变化趋势一致,因此传动机理不变;对Halbach永磁齿轮的磁极的扇形角度进行优化处理后,可以进一步增大输出转矩。 展开更多

关键词 永磁齿轮 高转矩 轴向调制 halbach永磁阵列 有限元法

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Halbach永磁阵列无刷直流电机转矩的解析计算和分析 被引量：18

16

作者 罗玲 薛利昆 +1 位作者 吴先宇 张乐玥 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第16期124-135,共12页

Halbach永磁阵列具有灵活配置电机气隙磁通密度、磁屏蔽的特点,将其用于无刷直流电机以增加电磁转矩、降低齿槽转矩。在保角变换求解电磁场基础上,给出无刷直流电机电磁转矩与齿槽转矩的解析计算模型,通过有限元仿真对该模型的准确性进... Halbach永磁阵列具有灵活配置电机气隙磁通密度、磁屏蔽的特点,将其用于无刷直流电机以增加电磁转矩、降低齿槽转矩。在保角变换求解电磁场基础上,给出无刷直流电机电磁转矩与齿槽转矩的解析计算模型,通过有限元仿真对该模型的准确性进行证明;使用该模型分析每极两块(1P2p)、每极三块(1P3p)Halbach永磁阵列中主磁钢弧角和辅磁钢充磁方向角对无刷直流电机电磁转矩与齿槽转矩的影响,对比分析径向充磁、平行充磁和Halbach永磁阵列的无刷直流电机电磁转矩与齿槽转矩随永磁体厚度的变化规律。分析结果表明,合理配置无刷直流电机Halbach永磁阵列中主磁钢弧角和辅磁钢充磁方向角可提高电磁转矩、降低齿槽转矩,当永磁体厚度增加时,Halbach永磁阵列更有利于电磁转矩增加。 展开更多

关键词 halbach永磁阵列 无刷直流电机 电磁转矩 齿槽转矩

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Halbach阵列型摆线永磁齿轮涡流损耗的有限元计算 被引量：4

17

作者 高竹发 郝伟娜 周全 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期745-751,共7页

采用一种基于运动边界法的时步有限元法实现摆线永磁齿轮涡流损耗的计算。方法在磁场计算中,可实现转子的自转与公转,具有高度的自完成性,提高了计算速度。通过改变各参数(如输入转速,偏心距等参数),分别研究各参数对涡流损耗的影响。... 采用一种基于运动边界法的时步有限元法实现摆线永磁齿轮涡流损耗的计算。方法在磁场计算中,可实现转子的自转与公转,具有高度的自完成性,提高了计算速度。通过改变各参数(如输入转速,偏心距等参数),分别研究各参数对涡流损耗的影响。通过计算得出:Halbach阵列型摆线永磁齿轮的涡流损耗与输入转速的平方和材料的电导率成正比;当偏心距增大时,各部分涡流损耗均在增加,其中转子轭部涡流损耗最小;当轭部厚度增大时,各部分涡流损耗均在增加,其中定子轭部涡流损耗出现明显增加。最后,通过实验来验证有限元计算的正确性。 展开更多

关键词 运动边界法 有限元法 摆线永磁齿轮 涡流损耗 磁场 halbach阵列

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考虑端部效应的动子无源型Halbach磁悬浮永磁直线电机电磁力分析 被引量：1

18

作者 张予希 颜建虎 +2 位作者 池松 周旭 郭保成 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期143-151,共9页

针对光刻机等高精确度定位平台无摩擦、无接触、无噪声需求,提出一种采用动子无源型平移和悬浮一体化Halbach磁悬浮永磁直线电机以实现定位平台的无摩擦悬浮及长距离定位运动。为了精确分析该类电机的悬浮力和推力特性,提出一种考虑动... 针对光刻机等高精确度定位平台无摩擦、无接触、无噪声需求,提出一种采用动子无源型平移和悬浮一体化Halbach磁悬浮永磁直线电机以实现定位平台的无摩擦悬浮及长距离定位运动。为了精确分析该类电机的悬浮力和推力特性,提出一种考虑动子永磁体端部效应的电机磁场解析模型并采用傅里叶分解法得到Halbach阵列永磁体磁场解析式。基于此磁场解析模型,通过洛伦兹力法得到了动子电磁力解析模型,并基于正交分解法推导了电机悬浮力和推力解耦的电磁力模型。结合有限元仿真对建立的电磁模型进行了对比验证,在此基础上,设计并制作了一台10极12槽样机,通过搭建实验平台进行推力和悬浮力测试,将实验测试值与有限元仿真值和解析值对比验证了所提出方法的准确性和快速性。 展开更多

关键词 永磁同步直线电机 磁悬浮 halbach阵列 解析分析 端部效应 电磁力

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Halbach阵列永磁悬浮带式输送机悬浮特性分析 被引量：1

19

作者 王仲勋 郭永存 胡坤 《机械设计与制造》 北大核心 2019年第7期70-72,77,共4页

悬浮力是决定永磁悬浮带式输送机工作能力最重要的参数。针对传统永磁悬浮带式输送机磁密利用率低、悬浮力及悬浮气隙小等问题,基于Halbach理论对传统悬浮模型进行改进,提出了Halbach型永磁悬浮带式输送机支撑结构。结果表明,新型模型... 悬浮力是决定永磁悬浮带式输送机工作能力最重要的参数。针对传统永磁悬浮带式输送机磁密利用率低、悬浮力及悬浮气隙小等问题,基于Halbach理论对传统悬浮模型进行改进,提出了Halbach型永磁悬浮带式输送机支撑结构。结果表明,新型模型磁场分布明显改进,磁场强度达到传统模型的2倍。在分析磁性带宽度、厚度和永磁体厚度对悬浮力的影响的基础上,对悬浮系统尺寸进行优化。结果显示,相同永磁体尺寸情况下Halbach结构可以获得更大的悬浮力,气隙越小,悬浮力差值越大。为永磁悬浮带式输送机结构优化设计提供了参考。 展开更多

关键词 永磁 带式输送机 halbach阵列 悬浮力

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基于V型三段磁极错位削弱永磁直线电机推力波动的方法 被引量：7

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作者 兰志勇 谢斌 +1 位作者 祝涤非 金维宇 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第16期3474-3482,共9页

6槽7极单边平板型永磁同步直线电机(PMLSM)运行过程中会产生推力波动,导致机床加工精度变差。针对此问题,提出一种将磁极错位与V型磁极相结合的优化方法来改善其性能。首先采用许克变换法对端部磁场进行分析,得到由端部效应引起的总推... 6槽7极单边平板型永磁同步直线电机(PMLSM)运行过程中会产生推力波动,导致机床加工精度变差。针对此问题,提出一种将磁极错位与V型磁极相结合的优化方法来改善其性能。首先采用许克变换法对端部磁场进行分析,得到由端部效应引起的总推力波动解析表达式,再对解析式中傅里叶系数进行分析,得出端部效应引起推力波动的主要谐波次数;然后通过对多种永磁体结构进行有限元仿真,由力特性得出采用V型三段错位磁极的方法,当两端磁极与中间磁极所产生的谐波相位互差90°时可有效削弱推力波动;最后根据此方法制作样机。有限元结果及样机实验验证了此方法的可行性,对单边平板型PMLSM优化设计有着重要的指导意义。 展开更多

关键词 V型三段磁极错位 许克变换法 磁阻力 端部推力波动 永磁同步直线电机 有限元仿真

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