新型高速定子爪极式永磁电机的三维等效磁网络模型 被引量：1

1

作者 褚帅君 梁得亮 +1 位作者 贾少锋 梁阳 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第3期1-11,共11页

为了解决高速电机绕组端部长度冗长、绕组利用率不高的问题,提出一种新型高速定子爪极式永磁电机。该电机的定子拓扑结构由全局环形集中绕组和爪极单元模块构成;此外,通过利用粉末冶金技术制作的定子铁心可以显著降低加工难度和成本。... 为了解决高速电机绕组端部长度冗长、绕组利用率不高的问题,提出一种新型高速定子爪极式永磁电机。该电机的定子拓扑结构由全局环形集中绕组和爪极单元模块构成;此外,通过利用粉末冶金技术制作的定子铁心可以显著降低加工难度和成本。针对电机结构的独特性和三维磁场分布的复杂性,首先分析电机的结构特点及其工作原理;其次,通过分析电机定子和转子在不同位置时的磁场分布,依次构建定子和转子的等效磁路模型、气隙磁导等效模型以及完整的三维等效磁网络模型;最后,分别利用该模型和三维有限元方法对电机的气隙磁通密度分布、磁链、电动势和转矩等电磁性能进行对比分析。为了验证计算结果的准确性,设计并制造试验样机,搭建测试平台对电机进行相关试验验证。 展开更多

关键词 高速永磁电机 定子爪极 环形集中绕组 三维等效磁网络模型 有限元模型 电磁性能

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基于三维等效磁网络模型的混合励磁同步电机电磁特性分析 被引量：17

2

作者 佟文明 王萍 +1 位作者 吴胜男 贾建国 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期692-702,共11页

针对分析混合励磁同步电机电磁特性时,三维有限元法计算量大、耗时长,解析法难以考虑铁磁材料饱和影响的问题,提出一种改进的三维等效磁网络模型。该模型考虑了模块化定子齿和转子极靴不均匀饱和,磁极间漏磁、磁极端部漏磁和定子槽内漏... 针对分析混合励磁同步电机电磁特性时,三维有限元法计算量大、耗时长,解析法难以考虑铁磁材料饱和影响的问题,提出一种改进的三维等效磁网络模型。该模型考虑了模块化定子齿和转子极靴不均匀饱和,磁极间漏磁、磁极端部漏磁和定子槽内漏磁,能够快速预测具有模块化定转子结构的新型混合励磁同步电机的电磁特性;在建模过程中,根据电机转动时定转子的相对位置,建立相应的气隙磁导等效模型,以进行动态分析。利用该模型,计算了混合励磁同步电机的气隙磁通密度分布、磁链、反电动势和转矩,分析了电机的励磁调节能力。最后,将计算结果与三维有限元、样机实验结果进行比较,验证了该模型的准确性和有效性,为具有三维磁通路径特性的复杂结构电机提供一种快速的初期设计方法。相比于传统模型,该模型精度提高约9.5%;相比于三维有限元法,该模型所需计算时间仅为其0.05%。 展开更多

关键词 混合励磁同步电机 三维等效磁网络模型 三维有限元分析 电磁特性分析

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磁网络模型在两相激磁开关磁阻电机中的应用 被引量：5

3

作者 郭伟 赵争鸣 詹琼华 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第2期154-159,共6页

针对两相激磁开关磁阻电机(TPESR电机)初始设计中采用有限元方法速度太慢的问题,建立了TPESR电机的非线性变结构等效磁网络模型以提高设计效率,提出了一种气隙磁导的计算方法和局部饱和的处理技术。利用该模型对TPESR电机进行了磁场特... 针对两相激磁开关磁阻电机(TPESR电机)初始设计中采用有限元方法速度太慢的问题,建立了TPESR电机的非线性变结构等效磁网络模型以提高设计效率,提出了一种气隙磁导的计算方法和局部饱和的处理技术。利用该模型对TPESR电机进行了磁场特性的分析,并且和有限元计算及试验结果做了比较。结果证明,磁网络模型的计算速度要远高于有限元,而精确度基本满足要求,适于进行电机初始设计。 展开更多

关键词 开关磁阻电机 磁网络模型 有限元分析

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无轭分块电枢轴向磁场永磁电机的尺寸方程与磁网络模型 被引量：8

4

作者 徐衍亮 徐龙江 高启龙 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第11期27-32,共6页

针对无轭分块电枢(YASA)轴向磁场永磁电机高功率密度、高效率、高过载能力的特点,提出其尺寸方程的推导公式,并结合其特殊的磁路结构建立等效磁网络模型,以此对电机进行设计和分析。电机的定子模块可采用软磁复合材料(SMC)制成,该材料... 针对无轭分块电枢(YASA)轴向磁场永磁电机高功率密度、高效率、高过载能力的特点,提出其尺寸方程的推导公式,并结合其特殊的磁路结构建立等效磁网络模型,以此对电机进行设计和分析。电机的定子模块可采用软磁复合材料(SMC)制成,该材料易于模压成型且在高频工况下涡流损耗小,能够进一步降低铁耗,提升运行效率,使其适用于电牵引驱动特别是电动汽车的轮毂和轮边驱动。首先,推导该电机的主要尺寸方程,通过该方程可以确定影响电机输出功率的因素;然后,结合电机主磁通流经的路径建立简化的磁网络模型,基于该模型可以直接得到电机的绕组磁链,并可计算出电机的空载永磁相电动势(EMF)波形及负载电磁转矩大小;最后,通过三维有限元仿真(FEM)及样机试验的结果验证了所建立磁网络模型的正确性。 展开更多

关键词 轴向磁场永磁电机 无轭分块电枢 软磁复合材料 尺寸方程 磁网络模型

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混合式步进电动机静转矩计算模型的改进——分布非线性磁网络模型 被引量：5

5

作者 王宗培 赵书韬 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 1999年第5期35-38,共4页

混合式步进电动机内部是径向和轴向混合的磁系统，气隙或齿层的磁场沿电机轴向非均匀分布，将问题简化为二维磁场后要得到精确结果有一定的困难。现有步进电动机较精确的模型——齿层比磁导法模型，虽然用局部场域求解的方法会使关键的... 混合式步进电动机内部是径向和轴向混合的磁系统，气隙或齿层的磁场沿电机轴向非均匀分布，将问题简化为二维磁场后要得到精确结果有一定的困难。现有步进电动机较精确的模型——齿层比磁导法模型，虽然用局部场域求解的方法会使关键的齿层部分的磁参数精确化，但是由于没有考虑轴向分布，因此应用于混合式步进电动机计算时仍需修正。文中提出的分布非线性磁网络模型，采用轴向分段的方法解决了上述问题。实例计算和校核表明其有足够的精度，且不复杂，适合于工程应用。 展开更多

关键词 步进电动机 静转矩 磁网络模型 电动机

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永磁魔环的磁网络模型 被引量：2

6

作者 张一鸣 夏平畴 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第4期22-26,共5页

首先从磁路的视角分析构成永磁魔环单块磁体的磁路模型 ,然后建构出整个魔环的磁网络模型以及对应的节点方程组 ,并且提供了解算结果与实测结果的比较 ,从而验证了本磁网络模型在工程计算上的可行性。

关键词 永磁磁体 节点方程组 磁网络模型 永磁魔环

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混合式步进电机磁网络模型的数学特征及数值算法 被引量：2

7

作者 张一鸣 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 1993年第1期47-53,共7页

本文提出并证明了步进电机磁网络模型节点方程的系数矩阵具有对称正定性质,并用共轭斜量算法取代了以前的拟牛顿迭代法。共轭斜量法的优点是收敛域为全体实数,在角度步长和磁势步长放开的同时方法的收敛速度不受损失,从而使混合式步进... 本文提出并证明了步进电机磁网络模型节点方程的系数矩阵具有对称正定性质,并用共轭斜量算法取代了以前的拟牛顿迭代法。共轭斜量法的优点是收敛域为全体实数,在角度步长和磁势步长放开的同时方法的收敛速度不受损失,从而使混合式步进电机的计算机辅助分析设计的计算时间大为缩短,为优化设计辅平了道路。另外,本文提出的结论和计算方法,对没有受控源且连通的、不含负电阻的线性和非线性电阻网络都是适用的。 展开更多

关键词 步进电动机 磁网络模型 计算方法

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横向磁通永磁同步电机非线性动态等效磁网络模型分析 被引量：13

8

作者 张昌锦 陈志辉 +1 位作者 梅庆枭 段津津 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第1期307-314,共8页

为了缩减电机设计周期,该文针对横向磁通永磁电机提出一种非线性动态等效磁网络模型。该模型引入电机饱和深度系数来反映电机不同饱和程度对导磁材料性能的影响。文中着重分析定转子齿和气隙位置磁通管的划分和相应磁阻的计算。在电机... 为了缩减电机设计周期,该文针对横向磁通永磁电机提出一种非线性动态等效磁网络模型。该模型引入电机饱和深度系数来反映电机不同饱和程度对导磁材料性能的影响。文中着重分析定转子齿和气隙位置磁通管的划分和相应磁阻的计算。在电机转动过程中,根据定转子的相对位置,把电机的一对极范围划分为8个区域,每个区域内的等效磁阻分布均相同。并且用统一的拓扑表示这8个区域的等效磁网络,从而将动态过程转化为静态拓扑。在求得电机磁链的基础上,对电机的电感、空载反电势进行分析计算。最后通过有限元方法和实验,验证该模型的有效性。 展开更多

关键词 横向磁通永磁电机 等效磁网络模型 磁阻 饱和深度系数 有限元方法

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磁网络电机模型下电机-齿轮传动特性研究

9

作者 陈毅 韩旭朋 +1 位作者 刘焕学 张全逾 《机械设计与制造》 北大核心 2023年第3期75-81,87,共8页

结合行星齿轮系统的横向扭转特性研究分析了电机-齿轮系统机电耦合模型的动态特性。通过电机-齿轮系统进行机电耦合动力学仿真,对磁网络模型机电系统的响应与动态电机模型机电系统的响应进行了比较,分析了负载和空载状态下两系统的转矩... 结合行星齿轮系统的横向扭转特性研究分析了电机-齿轮系统机电耦合模型的动态特性。通过电机-齿轮系统进行机电耦合动力学仿真,对磁网络模型机电系统的响应与动态电机模型机电系统的响应进行了比较,分析了负载和空载状态下两系统的转矩、电流以及转速频谱特性。研究了磁饱和效应对机电耦合系统的动态特性影响,在忽略饱和效应时,机电耦合系统的动态啮合力频谱没有显著变化,在考虑磁饱和效应下,转矩频谱中存在由饱和效应引起的次谐波频率,但负载时,啮合力和转速频谱不会受到显著影响,同时分析了轴刚度对动态啮合力的影响,对优化机电耦合动态特性具有重要作用。 展开更多

关键词 行星齿轮系统 动态特性 磁网络模型 感应电机

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电磁场数值计算方法——等效磁网络方法中参数的求解 被引量：3

10

作者 樊叔维 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 1999年第3期23-27,共5页

详细分析了电磁场数值计算方法———等效磁网络方法。简要叙述了等效磁网络方法的基本原理，给出了建立等效磁阻模型及等效磁网络模型的方法；首次由电磁场基本原理推导了等效磁网络方法中的重要参数，为等效磁网络方法的进一步推广应... 详细分析了电磁场数值计算方法———等效磁网络方法。简要叙述了等效磁网络方法的基本原理，给出了建立等效磁阻模型及等效磁网络模型的方法；首次由电磁场基本原理推导了等效磁网络方法中的重要参数，为等效磁网络方法的进一步推广应用奠定了理论基础。 展开更多

关键词 等效磁网络模型 磁阻模型 电磁场 数值计算

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串联磁路结构双定子混合式直接驱动电动机的定位转矩分析及抑制策略 被引量：9

11

作者 寇宝泉 张千帆 +1 位作者 程树康 裴宇龙 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第8期145-150,共6页

文中提出一种抑制串联磁路结构双定子混合式直接驱动电动机(Double-Stator Hybrid Direct Drive Motor,以下简称DSHBDDM)定位转矩的方案。利用串联磁路结构DSHBDDM 的简化磁网络模型,定量分析了该电机的定位转矩特性, 提出了内、外定子... 文中提出一种抑制串联磁路结构双定子混合式直接驱动电动机(Double-Stator Hybrid Direct Drive Motor,以下简称DSHBDDM)定位转矩的方案。利用串联磁路结构DSHBDDM 的简化磁网络模型,定量分析了该电机的定位转矩特性, 提出了内、外定子错齿削弱定位转矩的方案,分析了内、外定子错齿对串联磁路结构DSHBDDM 电磁转矩的影响,提出了错齿系数的概念。并对样机进行了实验测试,实验结果表明,电机内、外定子错齿,在有效削弱定位转矩、减小电磁转矩中的波动分量的同时,对电磁转矩的恒定分量即有用分量的影响却很小。实验结果与理论解析的趋势是一致的,验证了理论分析的正确性。 展开更多

关键词 串联磁路结构 直接驱动电动机 混合式 双定子 抑制策略 转矩分析 Hybrid Direct 定位转矩 电磁转矩 Drive 磁网络模型 转矩特性 定量分析 实验测试 理论解析 错齿 分量 正确性 方案 电机

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双转子直驱式永磁风力发电机设计研究

12

作者 徐海珠 胡平 王松林 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第12期22-26,共5页

为了保证双转子永磁风力发电机的两个转子等速对转,研究此发电机的设计方法。分析定子耦合磁场并联磁路和串联磁路交替的特点,建立基于并联磁路的等效磁网络模型。采用不同的永磁材料和转子尺寸配合的方法,保证稳态时双转子产生等大反... 为了保证双转子永磁风力发电机的两个转子等速对转,研究此发电机的设计方法。分析定子耦合磁场并联磁路和串联磁路交替的特点,建立基于并联磁路的等效磁网络模型。采用不同的永磁材料和转子尺寸配合的方法,保证稳态时双转子产生等大反向的转速,并设计双转子转速跟随的矢量控制策略,使风场紊乱时双转子维持等速。有限元分析和实验结果显示,内外电机的电流频率和相位基本相同,输出电压畸变较小。 展开更多

关键词 双转子永磁发电机 电磁耦合 等效磁网络模型 场路耦合时步有限元方法

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恶劣环境中的新型无刷直流电机转子位置传感器 被引量：2

13

作者 符强 林辉 +1 位作者 王永宾 崔璀 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第8期69-76,共8页

为了在高温等恶劣环境中实现无刷直流电机(BLDCM)的伺服控制,提出了一种基于电磁原理的新型BLDCM转子位置传感器。传感器激励用集中绕组对称地安放在定子槽的中心位置,检测用集中绕组密绕在定子齿上,转子外圆周表面设计有与电机N极和S... 为了在高温等恶劣环境中实现无刷直流电机(BLDCM)的伺服控制,提出了一种基于电磁原理的新型BLDCM转子位置传感器。传感器激励用集中绕组对称地安放在定子槽的中心位置,检测用集中绕组密绕在定子齿上,转子外圆周表面设计有与电机N极和S极位置对应的凸起和凹陷。实际工作时,以正弦交流电作为励磁载波,单个检测绕组和激励绕组间的总互感是转子位置角的函数,通过对检测绕组中感应调幅波的监测即可实现转子位置的检测。传感器定子、转子铁心均由新型软磁合金薄片堆叠而成,励磁载波的频率可提升至100kHz。建立了传感器的线性模型和等效磁网络模型,并以后者为基础利用模拟退火算法对系统的结构参数进行了优化。利用ANSYS软件对传感器进行了有限元分析,并设计了相应的试验系统。仿真和试验结果验证了整体设计方案的正确性和有效性。 展开更多

关键词 无刷直流电机 转子位置检测 恶劣环境 高温 线性模型 等效磁网络模型 有限元分析 优化 模拟退火算法

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多绕组交流旋转电机饱和电感的快速求解算法 被引量：1

14

作者 韩力 王斌 +1 位作者 仲杰 谢宁宁 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第7期2547-2555,共9页

为了解决多绕组交流旋转电机饱和电感的统一、快速、准确求解难题,从电感的基本定义出发,提出一种磁网络迭代法。在考虑铁心饱和与转子旋转的情况下,分析并建立动态磁网络模型,求解交流旋转电机在给定激励下的磁场分布,然后冻结该工况... 为了解决多绕组交流旋转电机饱和电感的统一、快速、准确求解难题,从电感的基本定义出发,提出一种磁网络迭代法。在考虑铁心饱和与转子旋转的情况下,分析并建立动态磁网络模型,求解交流旋转电机在给定激励下的磁场分布,然后冻结该工况下定转子铁心各部分的磁导率,计算单位电流产生的绕组磁链,进而求得饱和电感,算法具有很好的统一性。在此基础上,以1台混联式笼型转子无刷双馈电机为例,利用该算法求解多套交流绕组的饱和电感,并将计算结果分别与有限元能量摄动法和样机实测数据进行对比。结果表明,磁网络迭代法在保证电感求解精度的前提下,比有限元能量摄动法具有更快的求解速度。 展开更多

关键词 交流旋转电机 多绕组 饱和电感 磁网络模型 快速算法

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两相混合式步进电机最大可用功率的研究 被引量：1

15

作者 王艾萌 任雷 张福民 《华北电力大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2003年第3期20-23,共4页

为了正确地选用步进电动机的驱动单元,采用分布非线性磁网络模型对电感进行准确计算,给出了步进电动机输出最大可用功率与一些参数的关系。理论分析和实验研究表明,步进电动机最大可用功率主要取决于电动机的综合参数和配套驱动器的功... 为了正确地选用步进电动机的驱动单元,采用分布非线性磁网络模型对电感进行准确计算,给出了步进电动机输出最大可用功率与一些参数的关系。理论分析和实验研究表明,步进电动机最大可用功率主要取决于电动机的综合参数和配套驱动器的功放级电压,从而较好地解决了步进电动机的选择中概念模糊的问题。 展开更多

关键词 两相混合式步进电机 最大可用功率 输出特性 分布非线性磁网络模型

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船舶步进电机位置精度优化控制方法 被引量：1

16

作者 张新军 《舰船科学技术》 北大核心 2021年第14期94-96,共3页

综合现有方法的研究思想,设计一种新的船舶步进电机位置精度优化控制方法。首先对船舶步进电机进行仿真,构建船舶步进电机的数学模型。接着对船舶步进电机实施系统辨识,在系统辨识中需要对辨识数据进行获取并对其进行预处理,然后通过神... 综合现有方法的研究思想,设计一种新的船舶步进电机位置精度优化控制方法。首先对船舶步进电机进行仿真,构建船舶步进电机的数学模型。接着对船舶步进电机实施系统辨识,在系统辨识中需要对辨识数据进行获取并对其进行预处理,然后通过神经网络进行系统辨识。最后根据系统辨识结果设计船舶步进电机位置精度优化控制器,实现船舶步进电机的位置精度优化控制。对船舶步进电机进行仿真,对设计方法进行仿真实验测试。测试结果表明,设计方法下的运行响应时间最低可达6.35 ms,在负载扰动时间不断增加的情况下,设计方法的调节时间最短且增长更加稳定。说明设计方法较为优越,有很强的实用性。 展开更多

关键词 船舶步进电机 辨识数据 位置精度优化控制 磁网络仿真模型 伪随机信号

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