双凸极永磁双转子电机优化设计与电磁特性分析 被引量：32

1

作者 陈云云 全力 +1 位作者 朱孝勇 莫丽红 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第12期1912-1921,共10页

混合动力汽车(hybrid electric vehicles,HEVs)用新型双凸极永磁双转子电机(double-salient permanent-magnet double-rotor motor,DSPM-DRM)具有两个转子和两层气隙的特殊结构。针对该复杂电机结构,为获得低输出转矩波动和高转矩密度,... 混合动力汽车(hybrid electric vehicles,HEVs)用新型双凸极永磁双转子电机(double-salient permanent-magnet double-rotor motor,DSPM-DRM)具有两个转子和两层气隙的特殊结构。针对该复杂电机结构,为获得低输出转矩波动和高转矩密度,提出了DSPM-DRM的一种优化设计方法,推导DSPM-DRM的电机尺寸公式,得到初始设计尺寸,建立了DSPM-DRM的参数化模型。以减小输出转矩波动和提高转矩密度为目标,选择气隙和永磁体充磁宽度、极弧等关键尺寸参数作为优化变量,采用遗传控制算法(genetic algorithm,GA)优化调整电机尺寸,设计并制造了一台额定功率为2 kW的实验样机。基于二维有限元法对DSPM-DRM的反电动势、永磁磁链、气隙磁密、定位力矩等电磁特性进行了计算和分析,样机实验结果验证了设计方法和理论分析的正确性,所得结论可以为该电机在HEVs动力混合装置中的应用提供参考。 展开更多

关键词 双凸极永磁双转子电机 遗传算法优化设计 有限元分析 电磁特性

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新型双凸极永磁记忆电机的特性分析 被引量：13

2

作者 龚宇 余创 +2 位作者 邹国棠 江建中 刘新华 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第24期67-72,共6页

将记忆电机的概念运用到双凸极电机设计中,提出一种新型的双凸极永磁记忆电机。由于该电机中采用了具有高剩磁、低矫顽力的铝镍钴,使得在几乎不产生额外损耗的情况下就可以方便地实现在线调磁,从而实现真正意义上的弱磁。同时,该双凸极... 将记忆电机的概念运用到双凸极电机设计中,提出一种新型的双凸极永磁记忆电机。由于该电机中采用了具有高剩磁、低矫顽力的铝镍钴,使得在几乎不产生额外损耗的情况下就可以方便地实现在线调磁,从而实现真正意义上的弱磁。同时,该双凸极永磁电机的结构特点决定了电枢反应几乎不会影响永磁体的磁化状态,保证了永磁体工作点的稳定性。该文提出一种简化磁滞模型与常规有限元时步法结合的方法,计算分析了电机各项性能,并与样机的试验结果进行比较,验证了该电机的设计思想与分析方法。 展开更多

关键词 双凸极永磁 弱磁 磁滞 记忆电机 外转子

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双凸极永磁电动机转矩脉动分析 被引量：20

3

作者 孙强 程明 +1 位作者 周鹗 胡敏强 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第5期10-15,5,共7页

双凸极永磁电动机是一种新型高性能宽调速电动机 ,正日益受到重视 ,但该电动机的输出转矩中含有较明显的脉动分量。本文分析了转矩脉动产生的原因 ,导出了转矩脉动率的函数表达式 ,在此基础上提出了减小转矩脉动率的开关角调节法和转子... 双凸极永磁电动机是一种新型高性能宽调速电动机 ,正日益受到重视 ,但该电动机的输出转矩中含有较明显的脉动分量。本文分析了转矩脉动产生的原因 ,导出了转矩脉动率的函数表达式 ,在此基础上提出了减小转矩脉动率的开关角调节法和转子斜槽法 。 展开更多

关键词 双凸极永磁电动机 转矩脉动 分析 开关角 斜槽 控制

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双凸极永磁电动机磁阻转矩和转矩脉动的关系研究 被引量：23

4

作者 陈世元 郭建龙 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第9期76-80,共5页

目前针对双凸极永磁电机的转矩脉动,研究工作主要集中在对换相引起的转矩脉动进行消除和抑制。考虑到双凸极永磁电机一个显著特点是电磁转矩为磁阻转矩和永磁转矩的耦合,所以从磁阻转矩的角度来分析双凸极永磁电机的转矩脉动。建立一台1... 目前针对双凸极永磁电机的转矩脉动,研究工作主要集中在对换相引起的转矩脉动进行消除和抑制。考虑到双凸极永磁电机一个显著特点是电磁转矩为磁阻转矩和永磁转矩的耦合,所以从磁阻转矩的角度来分析双凸极永磁电机的转矩脉动。建立一台12/8极双凸极永磁电动机的数学模型,并通过有限元计算得出其静态参数。在此基础上通过不同电流、不同转速下多种仿真结果得出磁阻转矩对电机电磁转矩的脉动影响随着电机负载的增加成正比增加,并提出通过合理选择定转子极弧长度及磁钢参数来减小磁阻转矩、增加永磁转矩,最终减小磁阻转矩对电机转矩脉动的影响。仿真结果验证了所提出的方法。 展开更多

关键词 双凸极永磁电动机 磁阻转矩 转矩脉动 极弧长度 磁钢参数

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采用换位设计的新型双凸极永磁电机 被引量：3

5

作者 龚宇 崔巍 +2 位作者 章跃进 江建中 刘春华 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第36期42-48,共7页

常规双凸极永磁(doubly salient permanen tmagnet,DSPM)电机通常采用集中绕组设计,且定子上每个永磁体对应整数倍的相绕组,造成了各相磁路每相最大与最小磁链处的变化率不一样,由此导致了各相反电势的偏差及每相反电势的左右不对称。... 常规双凸极永磁(doubly salient permanen tmagnet,DSPM)电机通常采用集中绕组设计,且定子上每个永磁体对应整数倍的相绕组,造成了各相磁路每相最大与最小磁链处的变化率不一样,由此导致了各相反电势的偏差及每相反电势的左右不对称。每相绕组的各个串联线圈的自感随转子位置呈同方向变化,加剧了每相自感的波动程度,从而导致了磁阻转矩及转矩脉动的增加。提出一种新的DSPM电机及其设计方法——换位设计,以保持各相磁路严格对称,并且每相邻线圈的自感随转子位置变化趋势正好相反,从而可以最大程度地削弱磁阻转矩及电磁转矩脉动。利用时步有限元法进行计算,并与一台现有的类似结构的DSPM电机进行比较,样机的实验结果验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 双凸极永磁 自感 磁阻转矩 转矩脉动 直流无刷

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新型直接驱动外转子双凸极永磁风力发电机 被引量：15

6

作者 张建忠 程明 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第12期15-21,共7页

提出了直接驱动外转子双凸极永磁风力发电机方案,对双凸极永磁(DSPM)风力发电机进行了设计和有限元分析。为减小发电机尺寸和重量,采用了外转子结构。由功率方程推导得出发电机主要结构尺寸,给出了铁心直径、轴向长度、永磁体尺寸、绕... 提出了直接驱动外转子双凸极永磁风力发电机方案,对双凸极永磁(DSPM)风力发电机进行了设计和有限元分析。为减小发电机尺寸和重量,采用了外转子结构。由功率方程推导得出发电机主要结构尺寸,给出了铁心直径、轴向长度、永磁体尺寸、绕组匝数等主要设计参数的选取原则与方法,并设计了一台24/16极20kW外转子DSPM风力发电机,运用有限元方法分析了发电机特性。分析结果验证了设计方法的有效性和设计方案的正确性。 展开更多

关键词 双凸极永磁 发电机 直接驱动 风力发电

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双凸极永磁电动机霍尔位置调整方法 被引量：3

7

作者 秦海鸿 黄伟君 +1 位作者 王慧贞 严仰光 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期795-800,共6页

双凸极永磁电动机运行时,必须配备位置传感器,并调整到合适的位置,为其提供准确的换相信号。文中针对12/8极转子斜槽式双凸极永磁电机,给出两种基于三相反电势对称度及正弦度良好的发电态霍尔位置调整方法,但因电机设计及机械加工等因... 双凸极永磁电动机运行时,必须配备位置传感器,并调整到合适的位置,为其提供准确的换相信号。文中针对12/8极转子斜槽式双凸极永磁电机,给出两种基于三相反电势对称度及正弦度良好的发电态霍尔位置调整方法,但因电机设计及机械加工等因素造成的相电势非完全正弦或三相不对称,这两种基本调整方法很难使三相霍尔同时调整到满足理想位置关系。为此,文中提出“发电粗调,电动微调”的霍尔位置调整方法2,即先在发电态下粗调霍尔位置,再在电动态下,以非导通相绕组电流尾巴的对称度及系统效率最大化作为判断依据,进行霍尔位置的细微调整。该方法已在双凸极永磁电动机实际运行中得到了检验及应用。 展开更多

关键词 双凸极永磁电动机 转子斜槽 霍尔位置 调整方法

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外转子双凸极永磁电动机的有限元分析 被引量：13

8

作者 郭建龙 陈世元 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第36期46-51,共6页

在双凸极变磁阻电机基础上,提出了一种外转子结构的双凸极永磁电动机并确定了其结构尺寸。针对该电机在不同转子位置角、不同电枢电流分别工作在单拍和双拍时的空载、负载以及电枢磁场单独作用的情况进行了基于场量的有限元数值计算,并... 在双凸极变磁阻电机基础上,提出了一种外转子结构的双凸极永磁电动机并确定了其结构尺寸。针对该电机在不同转子位置角、不同电枢电流分别工作在单拍和双拍时的空载、负载以及电枢磁场单独作用的情况进行了基于场量的有限元数值计算,并进一步得出了该电机的静态参数特性曲线。分析表明,相对于双凸极变磁阻电机而言,由于该电机高磁阻高矫顽力的永磁体的存在,电机电枢磁链只能通过相邻极闭合而不能穿过磁钢匝链到其他相,使得绕组电感特性发生了变化。电枢磁通对永磁磁通增磁或去磁特性改变了永磁磁链的流向。电机由半周期控制运行模式变为全周期控制运行。 展开更多

关键词 外转子双凸极永磁电动机 运行特性 有限元分析

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基于参数敏感度的双凸极永磁型双定子电机的优化设计和性能分析 被引量：34

9

作者 陈云云 朱孝勇 +2 位作者 全力 韩旭 贺晓杰 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第8期160-168,共9页

双凸极永磁型双定子(DSPMDS)电机是针对电动汽车(EVs)驱动电机的应用要求,融合了双定子电机理论和定子永磁型双凸极电机理论,具有高转矩密度、高功率密度以及更加灵活多变的工作模式等优点。针对该电机双层气隙、双定子的复杂结构,在DSP... 双凸极永磁型双定子(DSPMDS)电机是针对电动汽车(EVs)驱动电机的应用要求,融合了双定子电机理论和定子永磁型双凸极电机理论,具有高转矩密度、高功率密度以及更加灵活多变的工作模式等优点。针对该电机双层气隙、双定子的复杂结构,在DSPMDS电机初始设计尺寸的基础上,通过建立电机参数化模型,并采用多目标敏感度优化方法,筛选出对电机转矩波动和铁心损耗影响最大的关键结构尺寸参数,在此基础上进一步采用响应面法选取最优结构尺寸参数。采用有限元仿真计算分析DSPMDS电机的反电动势、铁心损耗、定位力矩等电磁性能,样机实验结果验证了所提出的参数敏感度优化设计方法和性能分析的正确性,丰富了该类复杂结构的永磁型电机的快速设计和优化的途径。 展开更多

关键词 双凸极永磁型双定子电机 多目标敏感度 响应面法 电磁性能

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一种用于双凸极永磁发电机的电容储能型变换器 被引量：2

10

作者 迮弃疾 梁得亮 +1 位作者 寇鹏 梁哲 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第A01期131-137,共7页

提出了一种用于双凸极永磁发电机(DSPMG)的电容储能型变换器(CERC)。通过分析DSPMG的电磁特性和发电原理,提出了一种针对CERC的控制策略。与传统的三相全桥整流电路(FBR)对比,在相同的负载条件下,采用CERC电路的DSPMG发电系统的输出功... 提出了一种用于双凸极永磁发电机(DSPMG)的电容储能型变换器(CERC)。通过分析DSPMG的电磁特性和发电原理,提出了一种针对CERC的控制策略。与传统的三相全桥整流电路(FBR)对比,在相同的负载条件下,采用CERC电路的DSPMG发电系统的输出功率有明显提升。仿真和实验均证实了所提出的拓扑和控制策略的正确性。 展开更多

关键词 双凸极永磁发电机 电容储能型变换器 发电能力 全桥整流电路

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基于Fuzzy-PID的双凸极永磁电动机调速系统 被引量：2

11

作者 夏小虎 姚红 《机电工程》 CAS 2008年第12期12-14,共3页

针对双凸极永磁电动机调速系统转速与转矩、电流等参数具有很强的非线性关系这一特点,提出了基于模糊PID的双凸极永磁电动机调速系统控制器的设计方法,利用模糊推理对PID控制进行了参数自动整定。仿真结果表明,该模糊PID控制方法具有超... 针对双凸极永磁电动机调速系统转速与转矩、电流等参数具有很强的非线性关系这一特点,提出了基于模糊PID的双凸极永磁电动机调速系统控制器的设计方法,利用模糊推理对PID控制进行了参数自动整定。仿真结果表明,该模糊PID控制方法具有超调小、响应快、运行稳定等特点;模糊控制与PID控制相结合,能够有效抑制超调,提高系统响应速度和稳态性能,并具有较强的鲁棒性。 展开更多

关键词 双凸极永磁电动机 模糊控制 PID

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一种新型双凸极单相永磁电动机的工作原理与参数计算 被引量：38

12

作者 边敦新 詹琼华 +1 位作者 哈里布.法迪 郭伟 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第10期14-18,共5页

介绍了 1种双凸极单相永磁电动机。电机有 4个定子极和 6个转子极 ,转子上无绕组及永磁体 ,定子上放置绕组和永磁体。定子极采用阶梯形结构 ,使电机可以起动。电机结构控制简单 ,可双向运转 ,适合于调速控制系统。研究了该电机的工作原... 介绍了 1种双凸极单相永磁电动机。电机有 4个定子极和 6个转子极 ,转子上无绕组及永磁体 ,定子上放置绕组和永磁体。定子极采用阶梯形结构 ,使电机可以起动。电机结构控制简单 ,可双向运转 ,适合于调速控制系统。研究了该电机的工作原理及其参数的计算 。 展开更多

关键词 双凸极单相永磁电动机 工作原理 参数计算

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永磁双凸极电机中常见故障的机理研究 被引量：8

13

作者 秦海鸿 赵朝会 +1 位作者 王慧贞 严仰光 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期292-297,共6页

永磁双凸极电机运行时,可能会出现以下常见故障:三相绕组线或/和三相霍尔连接线的错误接线;霍尔信号自身的故障,即恒为高电平或低电平,其电平不随转子位置变化而变化。出现这些故障后,电机的电动运行将受何影响,以及如何迅速判断并排故... 永磁双凸极电机运行时,可能会出现以下常见故障:三相绕组线或/和三相霍尔连接线的错误接线;霍尔信号自身的故障,即恒为高电平或低电平,其电平不随转子位置变化而变化。出现这些故障后,电机的电动运行将受何影响,以及如何迅速判断并排故成为重要的实际问题。文中针对12/8极转子斜槽式永磁双凸极电机,列举了电机常见的故障模式,继而分别对霍尔信号线及三相线接线故障、霍尔信号本身故障进行了详细的机理分析,得出结论,给出每一种故障出现后电机的工作情况,并通过故障模拟及工程实践验证了文中分析结论的正确性及实用性。 展开更多

关键词 永磁双凸极电动机 故障机理 霍尔位置信号 接线

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永磁式双凸极电机新型开通关断角控制策略 被引量：10

14

作者 马长山 周波 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第24期68-73,共6页

采用标准角度控制的永磁式双凸极电机,在换相时三相同时导通或关断,产生较大换相转矩脉动。该文通过对电机内部电磁场的有限元计算,分析了转矩脉动形成机理。为减小换相转矩脉动,提出新型开通角和关断角控制策略。该方法通过提前导通功... 采用标准角度控制的永磁式双凸极电机,在换相时三相同时导通或关断,产生较大换相转矩脉动。该文通过对电机内部电磁场的有限元计算,分析了转矩脉动形成机理。为减小换相转矩脉动,提出新型开通角和关断角控制策略。该方法通过提前导通功率变换器上管、滞后关断其下管,对一个周期内的导通模式进行细分,通过换相前后,两相和三相导通方式的切换,提高换相时刻输出转矩,减小电机转矩脉动。根据有限元分析的电感和磁链数据,构造永磁式双凸极电机调速系统非线性仿真模型,并将其与标准角度控制方式进行仿真与实验比较,验证了新型控制策略的正确性。 展开更多

关键词 永磁式双凸极电机 有限元 转矩脉动 开通角 关断角

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永磁双凸极电机绕组互感对电流特性影响的分析与仿真 被引量：3

15

作者 相蓉 周波 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期127-131,共5页

永磁双凸极电机是一种新型交流无刷电机。本文主要就其绕组互感对电机电流特性影响进行分析。文中首先根据等效磁路图给出了双凸极电机相绕组互感的表达式 ,然后结合控制电路和数学模型对绕组互感对电机电流特性的影响进行理论分析 ,最... 永磁双凸极电机是一种新型交流无刷电机。本文主要就其绕组互感对电机电流特性影响进行分析。文中首先根据等效磁路图给出了双凸极电机相绕组互感的表达式 ,然后结合控制电路和数学模型对绕组互感对电机电流特性的影响进行理论分析 ,最后给出了仿真实例。理论和仿真分析都表明绕组互感对电流特性在稳态导通、关断区间以及电流换流过程存在影响。 展开更多

关键词 永磁双凸极电机 绕组互感 电流特性 影响 仿真

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永磁式双凸极电机新型开通关断角控制策略的电流比研究 被引量：5

16

作者 马长山 周波 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第9期67-72,共6页

在永磁式双凸极电机新型开通关断角控制策略的基础上,对换相期间的电流控制模式进行研究,结合理论推导,得出换向相的最优电流比。根据有限元分析的电感和磁链数据,构造永磁式双凸极电机调速系统非线性仿真模型,对不同电流比在不同负载... 在永磁式双凸极电机新型开通关断角控制策略的基础上,对换相期间的电流控制模式进行研究,结合理论推导,得出换向相的最优电流比。根据有限元分析的电感和磁链数据,构造永磁式双凸极电机调速系统非线性仿真模型,对不同电流比在不同负载情况下进行大量仿真研究,给出不同负载下电流比与转矩脉动率的变化曲线。通过仿真和实验验证了理论推导的正确性。与电流比较小时相比,最优电流比下新型开通关断角控制在低速时出力大,转矩脉动较小,转速比较平稳。 展开更多

关键词 永磁式双凸极电机 转矩脉动 开通角 关断角 最优电流比

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