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基于改进等效面电流法的永磁电机气隙磁场解析计算 被引量：12
1
作者 陈春涛 吴新振 +1 位作者 郑晓钦 赵胜华 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第S01期315-323,共9页
为简便快速地求解平行充磁偏心削极表贴式永磁同步电机的气隙磁场,该文采用改进等效面电流法对永磁体进行等效处理。该方法将永磁体表面划分为若干个微元,每个微元代表一根载流导体,采用局部坐标系与全局坐标系相互转化的方式,方便地计... 为简便快速地求解平行充磁偏心削极表贴式永磁同步电机的气隙磁场,该文采用改进等效面电流法对永磁体进行等效处理。该方法将永磁体表面划分为若干个微元,每个微元代表一根载流导体,采用局部坐标系与全局坐标系相互转化的方式,方便地计算出每一根载流导体电流的数值及坐标位置,避免了计算的复杂性。同时,该方法结合子域模型以及矢量磁位叠加的方法对气隙磁场进行解析计算,解析结果与仿真结果进行对比,验证了解析计算的正确性,并对一台实验样机进行空载实验,其空载反电势与解析计算结果吻合,进一步验证了改进等效面电流法的正确性。 展开更多
关键词 表贴式永磁电机 改进等效面电流法 子域法 解析计算 有限元法
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计及周期/半周期性边界条件的永磁电机子域模型 被引量：1
2
作者 刘辉 吴新振 +1 位作者 陈春涛 郑晓钦 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期3287-3296,I0030,共11页
该文提出的表贴磁极永磁电机考虑周期/半周期性边界条件的子域模型,为舰船大容量直驱多相永磁推进电机的设计优化提供一种快速、高效的工具。介绍周期性边界条件和半周期性边界条件的原理及实现方法,并将其应用到基于等效面电流的子域... 该文提出的表贴磁极永磁电机考虑周期/半周期性边界条件的子域模型,为舰船大容量直驱多相永磁推进电机的设计优化提供一种快速、高效的工具。介绍周期性边界条件和半周期性边界条件的原理及实现方法,并将其应用到基于等效面电流的子域模型中求解电机气隙磁场,而后通过有限元仿真验证了解析计算的准确性。对比3种求解域下子域模型中谐波系数矩阵的维数和求解速度,表明考虑周期/半周期性边界条件的子域模型在保证结果精度的前提下,能大幅降低矩阵维数,并显著减少求解时间。对实验样机进行空载和负载实验,空载反电势与负载转矩实验结果与解析结果吻合较好,进一步说明了周期/半周期性边界条件下所用子域模型的正确性。 展开更多
关键词 表贴磁极永磁电机 周期性边界条件 半周期性边界条件 子域法 等效面电流
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新型永磁无刷直流电机气隙磁密分析
3
作者 俞建荣 张业帅 +1 位作者 马丽梅 刘强 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第10期34-37,42,共5页
针对微纳卫星飞轮用单圈磁钢无刷直流电机气隙磁密低且干扰磁密大的缺陷,提出了一种新型双圈磁钢构型的无刷直流电机。介绍了飞轮及新型无刷直流电机的结构和工作原理,基于等效面电流法建立新型无刷直流电机的数学模型,推导了气隙磁通... 针对微纳卫星飞轮用单圈磁钢无刷直流电机气隙磁密低且干扰磁密大的缺陷,提出了一种新型双圈磁钢构型的无刷直流电机。介绍了飞轮及新型无刷直流电机的结构和工作原理,基于等效面电流法建立新型无刷直流电机的数学模型,推导了气隙磁通密度公式。采用有限元法对有效气隙磁密和干扰磁密进行了磁密分析,结果表明,与传统无刷直流电机相比,新型无刷直流电机有效气隙磁密由0.45T提高到0.55T,气隙平顶宽度由54°拓宽到87°,干扰磁密由0.31T降低到0.065T,有效提升了电机的稳定性能和力矩输出性能,降低了功耗。 展开更多
关键词 微纳卫星 新型无刷直流电机 等效面电流 有限元法 磁密分析
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盘式异步磁力联轴器三维气隙磁场计算及试验研究 被引量：5
4
作者 杨超君 管春松 +1 位作者 徐燕飞 胡友 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第1期51-57,共7页
为研究盘式异步磁力联轴器气隙内磁场的空间分布,首次利用等效电流模型对联轴器的气隙磁场建立三维解析模型,推导出了气隙处任意场点的磁感应强度解析公式。针对一台18极的盘式异步磁力联轴器,采用Matlab编程求解得出了气隙磁场沿轴向... 为研究盘式异步磁力联轴器气隙内磁场的空间分布,首次利用等效电流模型对联轴器的气隙磁场建立三维解析模型,推导出了气隙处任意场点的磁感应强度解析公式。针对一台18极的盘式异步磁力联轴器,采用Matlab编程求解得出了气隙磁场沿轴向、径向及周向的三维空间分布。同时采用试验测量装置对不同气隙厚度下的气隙磁场分布进行了三维磁场测量,测量结果与解析结果具有很好的一致性,都表明轴向磁场为气隙磁场的主要分量,并且轴向磁场的波形为近似正弦波,可传递稳定的转矩;随着气隙厚度的增大,气隙磁密幅值将会迅速降低。通过对三维气隙磁场的分析,为联轴器的转矩特性计算和结构优化提供了依据。 展开更多
关键词 盘式异步磁力联轴器 三维磁场 等效面电流 气隙磁场 解析计算 试验
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考虑定转子双边开槽时表贴式永磁电机空载磁场解析计算（英文） 被引量：7
5
作者 薛志强 周羽 李槐树 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第8期2399-2408,共10页
该文推导了考虑定转子双边开槽情况下表贴式永磁电机空载磁场的直接解析计算方法。根据永磁体的面电流等效法,径向和平行充磁的永磁体等效为面电流产生的空载磁场。在推导过程中,将电机分为三种类型的子区域,然后根据电机子区域间的接... 该文推导了考虑定转子双边开槽情况下表贴式永磁电机空载磁场的直接解析计算方法。根据永磁体的面电流等效法,径向和平行充磁的永磁体等效为面电流产生的空载磁场。在推导过程中,将电机分为三种类型的子区域,然后根据电机子区域间的接口条件和边界条件求解得到一对线圈在每个子区域的矢量磁位和磁密。然后根据磁场叠加原理得到等效面电流产生的空载磁场。4极/24定子槽/20转子槽样机的空载磁场有限元计算结果证明了文中空载磁场解析计算结果的有效性。 展开更多
关键词 永磁电机 等效面电流 空载磁场 槽 子区域模型
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偏心磁极永磁电机气隙磁密解析计算方法研究 被引量：10
6
作者 赵国新 张宇 +2 位作者 葛红岩 刘勇 白保东 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第6期24-32,共9页
对于表贴式永磁电机,为了获得良好的电动势波形,降低齿槽转矩,电机往往会采用偏心型磁极来优化气隙磁密波形,使气隙磁密波形尽量正弦分布。虽然有限元法可以对气隙磁密进行计算、求解,但电机建模、有限元求解消耗时间较长,在工程应用和... 对于表贴式永磁电机,为了获得良好的电动势波形,降低齿槽转矩,电机往往会采用偏心型磁极来优化气隙磁密波形,使气隙磁密波形尽量正弦分布。虽然有限元法可以对气隙磁密进行计算、求解,但电机建模、有限元求解消耗时间较长,在工程应用和电机的初步设计中有一定的局限性。为了研究计算偏心型磁极电机气隙磁密波形,本文首先根据二维电磁场理论,建立永磁电机数学模型,采用解析计算方法分别计算了常规等厚度瓦片型磁极和偏心型磁极电机气隙磁密的分布;然后将计算结果与有限元仿真结果进行了对比,误差不超过4%,验证了计算方法的正确性。最后通过对已制成的3台样机进行实验并与计算结果进行对比,误差在5%以内,验证了该方法的广泛适用性。 展开更多
关键词 偏心磁极 气隙磁密 解析法 等效面电流法 有限元 永磁电机
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调速型鼠笼式异步磁力联轴器的轴向力研究 被引量：3
7
作者 杨超君 章友京 +2 位作者 张涛 陈志鹏 孔令营 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2016年第3期282-287,共6页
调速型鼠笼式异步磁力联轴器即永磁调速器,它的力学参数、磁场分布对其传递能力及整个系统的稳定性与可靠性具有很大的影响,因此有必要对其工作时的轴向力进行深入研究.基于等效面电流法,推导出联轴器在低转差率下的螺旋进给/退出轴向... 调速型鼠笼式异步磁力联轴器即永磁调速器,它的力学参数、磁场分布对其传递能力及整个系统的稳定性与可靠性具有很大的影响,因此有必要对其工作时的轴向力进行深入研究.基于等效面电流法,推导出联轴器在低转差率下的螺旋进给/退出轴向力计算表达式;同时采用电磁场分析软件Magnet对其进行模拟分析,得到了不同啮合长度、不同转差率下的螺旋进给/退出轴向力值,并进行了对比分析.调速型鼠笼式异步磁力联轴器轴向力由完全啮合状态至脱离状态呈现先增大后减小的趋势;在相同输入转速情况下,转差率越大,轴向力越小,在脱离状态时趋于稳定值.这对于调速型鼠笼式异步磁力联轴器以及其它类型磁力联轴器的理论研究、参数设计与优化及其应用都有着一定的理论意义及实际应用价值. 展开更多
关键词 永磁调速器 等效面电流法 轴向力 电磁分析
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核磁共振成像装置磁场的数值模拟 被引量：2
8
作者 陈晓光 聂在平 聂小春 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第4期387-391,共5页
采取了二维有限元法模拟核磁共振成像（ＭＲＩ）装置的主磁场。给出了永磁材料的等效面电流层的数学物理模型，并对永磁材料的退磁化曲线进行了等效处理。然后，求出核磁共振成像装置的主磁场的能量泛函表达式，并给出了整个空间的磁力... 采取了二维有限元法模拟核磁共振成像（ＭＲＩ）装置的主磁场。给出了永磁材料的等效面电流层的数学物理模型，并对永磁材料的退磁化曲线进行了等效处理。然后，求出核磁共振成像装置的主磁场的能量泛函表达式，并给出了整个空间的磁力线分布，计算结果与实验相吻合，从而验证了这种方法的正确性。最后，提出了用被动补偿的方法来扩大均匀场区域。 展开更多
关键词 磁场 核磁共振成像 等效面电流法 永磁材料
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一种永磁同步电主轴转矩脉动和电磁力波的抑制方法 被引量：1
9
作者 夏鹏澎 于慎波 +3 位作者 翟凤晨 窦汝桐 于智泽 江爽 《机床与液压》 北大核心 2023年第11期96-103,共8页
针对磁极为平行充磁且两边平行的表面式永磁同步电主轴存在转矩脉动和径向电磁力波的问题,提出一种磁极结构优化方法以抑制转矩脉动和径向电磁力波。基于等效面电流法建立磁极表面半径为任意值的永磁同步电主轴转子气隙磁场的解析模型;... 针对磁极为平行充磁且两边平行的表面式永磁同步电主轴存在转矩脉动和径向电磁力波的问题,提出一种磁极结构优化方法以抑制转矩脉动和径向电磁力波。基于等效面电流法建立磁极表面半径为任意值的永磁同步电主轴转子气隙磁场的解析模型;综合研究转子气隙磁场对定子开槽电主轴转矩脉动、径向电磁力波的影响;在最小气隙长度不变的前提下,确立优化目标(气隙磁通密度的谐波和幅值),并通过迭代计算的方式得到满足不同优化目标的永磁体磁极结构方案(方案一结构和方案二结构);最后,通过有限元法验证转子气隙磁场解析模型的有效性,并对原结构电主轴、方案一结构电主轴和方案二结构电主轴的转子气隙磁场谐波、转矩脉动、齿槽转矩、平均转矩和径向电磁力波进行对比分析。结果表明:该优化方法可以得到满足不同优化目标的永磁体磁极结构方案,实现原电主轴指定阶次磁通密度谐波、转矩脉动和径向电磁力波的综合抑制。 展开更多
关键词 永磁同步电主轴 转矩脉动 径向电磁力波 等效面电流法 磁极结构优化
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一种双圈磁钢无刷直流电机
10
作者 肖云峰 徐康 +1 位作者 刘强 王琪瑞 《机械设计与制造》 北大核心 2022年第1期233-236,共4页
针对现有的飞轮用无刷直流电机气隙磁密均匀性差、刚度低、功耗高等缺陷,提出一种双圈磁钢结构无刷直流电机方案,并基于现有磁悬浮飞轮结构进行了电机总体结构设计,通过等效面电流法与数值分析法分别对其气隙磁密进行了数学建模与磁场... 针对现有的飞轮用无刷直流电机气隙磁密均匀性差、刚度低、功耗高等缺陷,提出一种双圈磁钢结构无刷直流电机方案,并基于现有磁悬浮飞轮结构进行了电机总体结构设计,通过等效面电流法与数值分析法分别对其气隙磁密进行了数学建模与磁场仿真分析,二者分析结果相对误差基本低于5%,验证了双圈磁钢结构无刷直流电机方案设计的合理性。采用有限元软件对双圈磁钢无刷直流电机与传统两种单圈磁钢电机方案进行对比分析,其结果表明,双圈磁钢方案的等效气隙磁密分别提高了57.1%和27.9%,径向气隙磁密最大值分别提高了61%和37.5%,且磁密均匀性明显提高,该结构为无刷直流电机性能的提升提供了新的方案支持。 展开更多
关键词 双圈磁钢无刷直流电机 磁密均匀性 等效面电流法 径向磁密 有限元仿真
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