新型双余度永磁无刷电机稳态特性的等效磁路模型 被引量：4

1

作者 罗战强 梁得亮 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第5期84-92,共9页

与传统的双余度永磁无刷电机不同,新型双余度永磁无刷电机余度线圈之间电气同相位,由两套独立的功率驱动电路形成新型的双余度控制系统,能够实现容错控制以提高系统可靠性。本文在分析双余度永磁无刷电机原理和结构的基础上,建立了双余... 与传统的双余度永磁无刷电机不同,新型双余度永磁无刷电机余度线圈之间电气同相位,由两套独立的功率驱动电路形成新型的双余度控制系统,能够实现容错控制以提高系统可靠性。本文在分析双余度永磁无刷电机原理和结构的基础上,建立了双余度永磁无刷电机每个余度绕组的磁路等效模型;在一个电周期内对磁路各部分磁导进行了详细分解计算,确定了以磁导表示的磁通矩阵,推导出气隙磁通和反电动势的计算方法。该数学模型考虑了轭部磁路和材料非线性磁饱和的影响,提高了模型的实用性。有限元分析结果表明了该数学模型的正确性。 展开更多

关键词 双余度永磁无刷电机 磁路等效模型 有限元分析

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双凸极变速永磁电机的变结构等效磁路模型 被引量：58

2

作者 程明 周鹗 黄秀留 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第5期23-28,共6页

建立了双凸极变速永磁电机的变结构等效磁路模型 ,推导了气隙比磁导计算公式 ,通过求解所建立的非线性等效磁路方程 ,以计算电机的静态特性。计算中计及铁磁材料的非线性以及永磁磁场与电枢反应磁场之间的相互影响。通过引入适当的修正... 建立了双凸极变速永磁电机的变结构等效磁路模型 ,推导了气隙比磁导计算公式 ,通过求解所建立的非线性等效磁路方程 ,以计算电机的静态特性。计算中计及铁磁材料的非线性以及永磁磁场与电枢反应磁场之间的相互影响。通过引入适当的修正系数 ,使计算结果与有限元结果吻合。以新提出的 12 / 8极双凸极永磁电机为算例 ,对电机的永磁磁链 ,空载电势 ,电感等静态特性进行了全面的分析计算 ,并考虑了转子斜槽对静态特性的影响 ,所得结果与实测值一致 ,基金项目 :国家自然科学基金资助项目 (5 95 0 70 0 1)。表明该文所提出的分析理论和方法可以快速、有效地分析计算双凸极永磁电的磁场及静态特性 ,适合于需要考虑不同结构参数对电机特性影响的应用场合 。 展开更多

关键词 双凸极变速永磁电机 变结构 等效磁路模型 静态特性

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混合励磁磁通切换电机等效磁路模型 被引量：13

3

作者 许泽刚 谢少军 毛鹏 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第30期124-131,共8页

混合励磁磁通切换电机(flux-switching hybrid excitationmachine,FSHM)是一种新型定子励磁型交流无刷电机,具有磁链双极性、结构简单、功率密度高、运行可靠等优点。改变电励磁绕组电流的大小和方向,实现了对永磁气隙磁场的有效调节与... 混合励磁磁通切换电机(flux-switching hybrid excitationmachine,FSHM)是一种新型定子励磁型交流无刷电机,具有磁链双极性、结构简单、功率密度高、运行可靠等优点。改变电励磁绕组电流的大小和方向,实现了对永磁气隙磁场的有效调节与控制,而引入导磁磁桥可提升气隙磁场调节范围。以建立电枢绕组磁链最大位置的等效磁路模型为切入点,推导了峰值磁通表达式,探索了磁桥段相对磁导率的估算方法,结合有限元仿真分析了磁桥厚度变化与磁桥式FSHM初始气隙磁密、磁桥磁密、气隙磁场调节能力、磁力线路径转移等特性的关系。样机的有限元仿真及实验结果与等效磁路模型预测趋势基本一致,验证了建模方法与理论分析的正确性,可用于指导磁通切换电机的设计与性能分析。 展开更多

关键词 混合励磁 磁通切换 永磁电机 等效磁路模型

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磁通反向直线旋转永磁电机三维非线性等效磁路模型分析 被引量：13

4

作者 郭凯凯 郭有光 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第20期4278-4286,共9页

该文通过在三维磁路结构中增加可变磁阻单元,建立磁通反向直线旋转永磁电机的三维非线性等效磁路模型,首先采用磁节点法推导此电机定子、动子的磁阻表达式;其次采用二维有限元法确定可变磁阻单元磁阻的变化规律,其磁阻值随动子的直线和... 该文通过在三维磁路结构中增加可变磁阻单元,建立磁通反向直线旋转永磁电机的三维非线性等效磁路模型,首先采用磁节点法推导此电机定子、动子的磁阻表达式;其次采用二维有限元法确定可变磁阻单元磁阻的变化规律,其磁阻值随动子的直线和旋转运动位置的不同从0到无穷大周期性变化;然后采用分割的方法推导电机气隙磁导的表达式;最后通过迭代的方法对其空载气隙磁通密度等电磁特性进行计算分析,与三维有限元法相比,计算时间大大降低。此模型可以将定子铁心材料的饱和、永磁的局部漏磁、极间漏磁考虑在内,其反电动势、齿槽转矩/直线定位力的计算结果与三维有限元法和实验测量的结果基本保持一致,验证了此等效磁路模型的正确性和有效性。 展开更多

关键词 等效磁路模型 磁通反向直线旋转永磁电机 可变磁阻 静态特性

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互感耦合开关磁阻电机的等效磁路模型与有限元分析 被引量：3

5

作者 隋宏亮 梁得亮 丁文 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期71-75,共5页

基于互感耦合开关磁阻电机(MCSRM)的结构和运行原理,利用等效磁路法,建立了电机的等效磁路模型.在一个相周期内对气隙磁导进行了分解计算,利用高斯-赛德尔迭代法求解了非线性磁通矩阵方程,获得了电机的磁链及矩角特性,并进一步利用非线... 基于互感耦合开关磁阻电机(MCSRM)的结构和运行原理,利用等效磁路法,建立了电机的等效磁路模型.在一个相周期内对气隙磁导进行了分解计算,利用高斯-赛德尔迭代法求解了非线性磁通矩阵方程,获得了电机的磁链及矩角特性,并进一步利用非线性磁参数法对电机的稳态运行性能进行分析.该模型的计算速度要远高于有限元方法,适合进行电机的初始设计.在此基础上,利用有限元软件从电磁场分析的角度计算了电机的电磁特性,结果表明,该模型计算结果的误差不超过20%,验证了模型的正确性.该数学模型为MCSRM的深入研究奠定了良好的基础. 展开更多

关键词 开关磁阻电机 互感耦合 等效磁路模型

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表面-内置式永磁转子同步电机等效磁路法特性分析 被引量：16

6

作者 司纪凯 何松 +2 位作者 封海潮 张新良 封孝辉 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期1199-1205,共7页

针对有限元法计算分析电机的复杂性和耗时长等特点,采用等效磁路法分析一种表面-内置式永磁转子同步电机工作特性。建立电机开路状态表面式与内置式永磁体串并联励磁结构等效磁路模型,根据表面-内置式永磁转子磁路结构特点,得到开路状... 针对有限元法计算分析电机的复杂性和耗时长等特点,采用等效磁路法分析一种表面-内置式永磁转子同步电机工作特性。建立电机开路状态表面式与内置式永磁体串并联励磁结构等效磁路模型,根据表面-内置式永磁转子磁路结构特点,得到开路状态简化等效磁路模型,计算电机励磁磁场分布、电枢绕组反电势和磁通链;分别建立电机电枢反应下直轴和交轴简化等效磁路模型,求解电机负载磁场分布、电枢反电势和输出电磁转矩;建立电机有限元模型,分析求解电机开路和负载状态电磁特性;建立试验平台,进行试验样机空载和负载测试试验。对比分析简化等效磁路模型、有限元模型计算结果和试验样机测试结果,验证了所提出的等效磁路模型的正确性与合理性。 展开更多

关键词 表面-内置式永磁转子同步电机 简化等效磁路模型 气隙磁通密度 反电势 电磁转矩

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飞轮用永磁悬浮轴承的磁路设计及磁力解析模型 被引量：1

7

作者 高峻泽 柳亦兵 +2 位作者 周传迪 何海婷 武鑫 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1437-1445,共9页

飞轮储能以其突出优势广泛应用于电网调频领域,为进一步提升飞轮储能技术的能量密度和功率密度,飞轮储能转子趋向于重型化、高速化,其通常采用磁悬浮轴承进行轴向卸载,而大承载力、高安全性、低损耗能的永磁轴承设计是关键技术。目前研... 飞轮储能以其突出优势广泛应用于电网调频领域,为进一步提升飞轮储能技术的能量密度和功率密度,飞轮储能转子趋向于重型化、高速化,其通常采用磁悬浮轴承进行轴向卸载,而大承载力、高安全性、低损耗能的永磁轴承设计是关键技术。目前研究的双环、多环和Halbach阵列的永磁轴承卸载结构,在长期高速旋转下存在着与转子固联的动磁环材料会出现强度不够的突出问题,因此本文提出一种单环吸力型轴向永磁轴承拓扑结构。以3种拓扑结构中的1种为设计示例,充分利用磁能、节省用材为设计要求,基于基尔霍夫两大定律确定了单环吸力型轴向永磁轴承的结构参数,在考虑边缘磁通效应的影响下,利用磁场分割法对各部分磁通进行了精确划分,建立了等效磁路模型,依据虚位移法推导出了轴向承载力和轴向静刚度的解析计算模型,并采用有限元方法对所建立的解析模型进行了验证,结果吻合良好,为永磁轴承的设计与后续飞轮动力学分析提供了理论依据。 展开更多

关键词 飞轮储能 轴向永磁轴承 等效磁路模型 数学解析模型 漏磁系数

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面向双频DC-DC变换器的EIE型磁集成电感器设计

8

作者 高圣伟 金从众 +1 位作者 于冠恒 王玺然 《天津工业大学学报》 北大核心 2025年第1期75-82,90,共9页

为提高双频DC-DC变换器的功率密度,提出一种将独立的高低频电感集成在一个EIE型磁芯上的磁集成电感器设计方案,通过建立集成磁件的电路-磁路等效模型,设计了双频DC-DC变换器的EIE型磁集成电感器的结构,建立了集成电感的等效模型,对磁集... 为提高双频DC-DC变换器的功率密度,提出一种将独立的高低频电感集成在一个EIE型磁芯上的磁集成电感器设计方案,通过建立集成磁件的电路-磁路等效模型,设计了双频DC-DC变换器的EIE型磁集成电感器的结构,建立了集成电感的等效模型,对磁集成双频DC-DC变换器进行了仿真分析,并通过实验平台验证了新型磁件的运行效果。结果表明:新型磁件设计合理,可以在系统中稳定运行,通过测量得到集成磁元件的体积和质量分别为原来的27.6%和23.3%,使得双频变换器系统的功率密度得到了提升。 展开更多

关键词 EIE型集成电感器 磁集成技术 双频DC-DC变换器 磁路等效模型

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改进气隙磁导计算的混合励磁电机建模与分析

9

作者 云杉 刘旭 《机床与液压》 北大核心 2024年第16期144-151,共8页

针对等效磁路(EMC)模型中气隙磁导分段建模复杂、容易引入误差的问题,将槽漏磁磁路集中在气隙中,通过计算等效气隙长度的空间分布,将气隙磁导计算转化为与等效气隙长度相关的积分。此外,通过分析混合励磁开关磁链永磁(HESFPM)电机导磁... 针对等效磁路(EMC)模型中气隙磁导分段建模复杂、容易引入误差的问题,将槽漏磁磁路集中在气隙中,通过计算等效气隙长度的空间分布,将气隙磁导计算转化为与等效气隙长度相关的积分。此外,通过分析混合励磁开关磁链永磁(HESFPM)电机导磁桥饱和现象的机制,采用分子区域建模的方法,提出一种考虑槽漏磁、永磁体极间漏磁及导磁桥不均匀饱和的EMC模型。以一台12槽10极的HESFPM电机为例,将所提EMC模型分别与有限元分析(FEA)法、实验结果进行对比。结果表明:所提EMC模型在保证电机电磁性能计算精度的前提下,计算时长仅为FEA仿真的0.12%,极大地提高了计算速度。 展开更多

关键词 永磁电机 等效磁路模型 有限元仿真 气隙磁导 建模与仿真

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轮辐式游标永磁电机分析与多目标优化设计 被引量：8

10

作者 刘洋 宋宝 +1 位作者 周向东 唐小琦 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第9期1-9,共9页

为了削弱磁位波动效应对轮辐式游标永磁电机转矩性能的影响,首先研究磁位波动效应产生机理,基于等效磁路模型推导出空载气隙磁密的解析模型,分析其对气隙磁场调制效果的抑制作用,并利用有限元法验证了转子磁动势和气隙磁密解析模型的准... 为了削弱磁位波动效应对轮辐式游标永磁电机转矩性能的影响,首先研究磁位波动效应产生机理,基于等效磁路模型推导出空载气隙磁密的解析模型,分析其对气隙磁场调制效果的抑制作用,并利用有限元法验证了转子磁动势和气隙磁密解析模型的准确性。其次,提出了一种基于参数灵敏度分层的多目标优化设计方法,通过综合灵敏度分析法对设计变量空间进行分层降维,根据灵敏度层次选用针对性的优化设计方法,构建出具有高精度的电机性能代理模型。以此为基础,运用多目标遗传优化算法对电机转矩密度、齿槽转矩和转矩波动等进行综合优化设计。最终确定优选设计方案,并通过有限元法验算优化设计的有效性,结果显示,优化后齿槽转矩由28.5 mN·m降至10.3 mN·m,转矩波动由4.9%降至1.6%,平均转矩由0.68 N·m提升至0.83 N·m,电机的输出转矩性能与品质均得到有效提升。 展开更多

关键词 轮辐式游标永磁电机 多目标优化 等效磁路模型 磁位波动 转矩性能 代理模型

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基于双绕组电励磁双凸极电机的双余度发电系统 被引量：13

11

作者 吕飞 周波 魏佳丹 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第6期21-25,共5页

在一台电励磁双凸极发电机定子上设置两套3相电枢绕组实现双通道发电,通过调节励磁电流大小使两发电通道输出相应的额定电压,并联向负载供电。用等效磁路模型对双绕组电机的电感特性进行了理论研究,并用有限元方法对其电磁特性进行仿真... 在一台电励磁双凸极发电机定子上设置两套3相电枢绕组实现双通道发电,通过调节励磁电流大小使两发电通道输出相应的额定电压,并联向负载供电。用等效磁路模型对双绕组电机的电感特性进行了理论研究,并用有限元方法对其电磁特性进行仿真计算,仿真结果与分析相一致;同时介绍了双余度发电系统的硬件构成,并实验验证了系统具有很好的稳态、动态特性和可靠性。 展开更多

关键词 电励磁双凸极发电机 励磁电流 等效磁路模型 有限元 双冗余发电系统

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双定子直线旋转永磁电机特性分析与实验研究 被引量：6

12

作者 徐磊 林明耀 付兴贺 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第16期4791-4799,共9页

针对现有直线旋转驱动机构结构复杂、体积大、控制精度低等问题,提出一种新型双定子直线旋转永磁电机。该电机由内外定子及一个中间动子构成,能够实现直线、旋转和螺旋运动。分析了该电机的结构特点和运行原理,建立了双定子直线旋转永... 针对现有直线旋转驱动机构结构复杂、体积大、控制精度低等问题,提出一种新型双定子直线旋转永磁电机。该电机由内外定子及一个中间动子构成,能够实现直线、旋转和螺旋运动。分析了该电机的结构特点和运行原理,建立了双定子直线旋转永磁电机的等效磁路模型,推导了转矩和推力的表达式。通过求解所建立的等效磁路模型方程,以计算该电机的空载和负载特性,其计算结果与3D有限元方法一致。设计制作了实验样机,并在所设计的样机上进行实验研究,结果表明所提出的分析理论和方法可以快速、有效地分析双定子直线旋转永磁电机的特性,且所提出的双定子直线旋转永磁电机具有可行性。 展开更多

关键词 直线旋转永磁电机 同步电机 三维有限元方法 等效磁路模型

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电力活塞式电动机混合驱动系统性能分析 被引量：3

13

作者 赵景波 鹿麟祥 +1 位作者 贝绍轶 张兵 《广西大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2015年第3期595-601,共7页

针对电动汽车电动化底盘电力活塞式电动机电磁驱动系统存在的电磁力对电流大小过度依赖的问题,提出一种采用永磁电磁混合方式构成电力活塞式电动机混合驱动系统驱动活塞做功的方案,设计了电磁永磁混合驱动系统结构。基于磁路分析法建立... 针对电动汽车电动化底盘电力活塞式电动机电磁驱动系统存在的电磁力对电流大小过度依赖的问题,提出一种采用永磁电磁混合方式构成电力活塞式电动机混合驱动系统驱动活塞做功的方案,设计了电磁永磁混合驱动系统结构。基于磁路分析法建立了传统电磁驱动系统和电磁永磁混合驱动系统的等效磁路模型,并建立了两种驱动系统的仿真模型,在同等条件下对两种驱动系统进行了研究分析,结果表明:同等条件下,电磁永磁混合驱动系统产生的电磁力是传统电磁驱动系统的17.3倍;在同等工作要求下,电磁永磁混合驱动系统的电流消耗为传统电磁驱动系统的25.2%,有效降低了电动汽车电动化底盘电磁永磁混合驱动系统的能耗,验证了所提方案的可行性和有效性。 展开更多

关键词 电动汽车 电磁驱动 永磁电磁混合 仿真分析 等效磁路模型

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高体积优值系数振动能量采集器的设计与性能测试 被引量：3

14

作者 任龙 陈仁文 +2 位作者 Stephen Burrow 夏桦康 张笑笑 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第10期102-109,共8页

小尺寸振动能量采集器通常难以高效采集低频振动能量。为提高能量采集效率,设计了一种高体积优值系数磁电式能量采集器。采用集总参数等效磁路模型对其换能系统的部分结构参数进行了优化,以提高感应线圈运动区域中运动方向上的磁链梯度... 小尺寸振动能量采集器通常难以高效采集低频振动能量。为提高能量采集效率,设计了一种高体积优值系数磁电式能量采集器。采用集总参数等效磁路模型对其换能系统的部分结构参数进行了优化,以提高感应线圈运动区域中运动方向上的磁链梯度,通过有限元分析验证了解析模型和理论结果。最后分别制作了3台不同参数的样机进行实验。实验结果表明,振动激励频率22.5 Hz、加速度幅值为100 mg时,经过参数优化的振动能量采集器能够在匹配负载上输出0.748 mW的平均功率,相应的体积优值系数达到了1.11%,优于其他两台样机在各自共振状态下的0.31%和0.77%。研究表明,通过合理优化磁电换能系统磁路,能够提高能量采集器的体积优值系数,是低频振动能量采集器小型化的一种实现途径。 展开更多

关键词 振动能量采集器 磁电式 体积优值系数 等效磁路模型 有限元分析

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新型交流调磁型永磁同步电机基本机理及运行特性 被引量：4

15

作者 王柄东 王道涵 +2 位作者 王承启 许铖 王秀和 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第7期2573-2584,共12页

以提升永磁同步电机广速域运行性能为目标,提出一种新型交流调磁型永磁同步电机(AC flux-regulation permannent magnet synchronous motor,ACFR-PMSM),相较于传统永磁同步电机,所提电机拥有独立的轴向定子及轴向交流绕组,且转子上设计... 以提升永磁同步电机广速域运行性能为目标,提出一种新型交流调磁型永磁同步电机(AC flux-regulation permannent magnet synchronous motor,ACFR-PMSM),相较于传统永磁同步电机,所提电机拥有独立的轴向定子及轴向交流绕组,且转子上设计有凸出的轴向导磁极。该电机的数学模型、等效磁路模型和三维有限元模型分别被建立,并通过对比计算证明了所搭建模型的准确性。另外,通过对该电机等效磁路模型的分析,归纳了电磁性能与径向定子裂比、电机轴径比、永磁体参数的关系,进而完成了该电机关键尺寸参数的优选设计。采用三维有限元分析进行了所设计电机与传统永磁电机的电磁性能对标,结果表明,ACFR-PMSM拥有更优秀的磁场调节能力、更低的永磁体退磁风险及更宽的恒功率运行范围。最后,制造了一台ACFR-PMSM样机并搭建了测试平台,经验证,所制造样机的实测结果与有限元仿真结果的吻合度良好。样机的性能测试结果展现了ACFRPMSM在诸如电动汽车驱动、航空起动/发电系统、新能源发电等需要进行高效磁场调节及高性能宽速域运行领域的广阔应用前景。 展开更多

关键词 永磁同步电机 等效磁路模型 三维有限元分析 磁场调节 广速域恒功率运行

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轴承试验机磁性离合机构磁力装置的设计分析 被引量：3

16

作者 李明岩 司东宏 +2 位作者 余永健 马喜强 李济顺 《机床与液压》 北大核心 2022年第2期39-44,共6页

磁性离合机构可以通过磁力装置产生的磁力间接地将加载机构所产生的轴向力施加在试验轴承上,而磁力装置产生的磁力大小取决于永磁体的布置方式,永磁体的布置方式又会影响试验轴承处的磁场。针对磁性离合机构磁力装置中永磁体的两种布置... 磁性离合机构可以通过磁力装置产生的磁力间接地将加载机构所产生的轴向力施加在试验轴承上,而磁力装置产生的磁力大小取决于永磁体的布置方式,永磁体的布置方式又会影响试验轴承处的磁场。针对磁性离合机构磁力装置中永磁体的两种布置方式,分别建立等效磁路模型,对这两种布置方式下磁力装置所产生的磁力进行理论计算;利用推拉力测力计测量磁力装置产生的磁力,并应用Ansoft Maxwell电磁分析软件分析这两种布置方式下磁力装置所产生的磁力以及试验轴承处的磁感应强度。结果表明:相比永磁体单个布置时,当永磁体成对布置时磁力装置所产生的磁力提高约150%,试验轴承处的磁感应强度最大值降低约50%;磁力装置中永磁体成对且磁极相反布置时永磁体对试验轴承处的磁场影响最小。 展开更多

关键词 磁性离合机构 等效磁路模型 磁场分析 轴向载荷 永磁体

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