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基于精确子域模型法的表贴式直线电机永磁体磁场解析 被引量：2
1
作者 邵鹏程 许金 +1 位作者 梁清心 张逸超 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2024年第3期66-71,共6页
在永磁同步电机的设计工作中,磁场解析计算是一项十分重要的工作。为此,针对表贴式直线电机永磁体的磁场开展了解析建模工作。首先,将伪周期法与精确子域法相结合,求解出了在特定伪周期下的永磁体虚拟阵列的磁场分布解析式;其次,使伪周... 在永磁同步电机的设计工作中,磁场解析计算是一项十分重要的工作。为此,针对表贴式直线电机永磁体的磁场开展了解析建模工作。首先,将伪周期法与精确子域法相结合,求解出了在特定伪周期下的永磁体虚拟阵列的磁场分布解析式;其次,使伪周期趋近无穷,利用傅里叶级数与傅里叶变换之间的对应关系,求得单个永磁体的磁场分布解析式,并借助有限元方法仿真验证了其准确性;再次,利用永磁体的磁场分布解析式,推导了一类表贴式直线电机的永磁体阵列的磁场分布解析式,实现了对于表贴式直线电机磁场的精确刻画;最后,利用有限元方法仿真验证了准确性。 展开更多
关键词 精确子域模型法 伪周期法 傅里叶逆变换
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双层复合护套高速永磁电机转子涡流损耗解析模型 被引量：3
2
作者 佟文明 田野 +2 位作者 李晓健 贾建国 李文东 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第14期4328-4340,共13页
在表贴式高速永磁电机中,双层复合护套可以有效抑制转子涡流损耗。目前,针对双层复合护套转子涡流损耗的研究主要采用有限元法,但该方法存在耗时、对薄护套网格剖分较困难等问题,因此该文基于精确子域法提出了一种考虑定子开槽、涡流反... 在表贴式高速永磁电机中,双层复合护套可以有效抑制转子涡流损耗。目前,针对双层复合护套转子涡流损耗的研究主要采用有限元法,但该方法存在耗时、对薄护套网格剖分较困难等问题,因此该文基于精确子域法提出了一种考虑定子开槽、涡流反作用的双层复合护套高速永磁电机转子涡流损耗通用解析模型。该模型同时考虑了永磁磁场励磁和电枢磁场励磁,可以计算负载磁场作用下的双层复合护套转子涡流损耗。此外,该模型还可进一步拓展至多层复合护套转子涡流损耗计算。通过该解析模型研究了双层复合护套不同护套厚度配比、不同护套材料对转子涡流损耗的影响。最后,将解析计算结果与有限元及C型铁心实验结果进行对比,验证了该解析模型的有效性。 展开更多
关键词 高速永磁电机 精确子域法 双层复合护套 涡流反作用 C型铁心实验
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无槽圆筒永磁直线同步电机推力波动的解析模型及抑制方法 被引量：3
3
作者 赵云涛 卢琴芬 李焱鑫 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第16期6453-6463,共11页
无槽圆筒型永磁直线同步电机(slot-less tubular permanent magnet linear synchronous machine,STPMLSM)既避免了齿槽结构引起的齿槽力,又解决了初级铁心加工困难的问题,其推力波动主要来源是初级铁心端部效应和三相绕组电感不对称,介... 无槽圆筒型永磁直线同步电机(slot-less tubular permanent magnet linear synchronous machine,STPMLSM)既避免了齿槽结构引起的齿槽力,又解决了初级铁心加工困难的问题,其推力波动主要来源是初级铁心端部效应和三相绕组电感不对称,介于齿槽结构与空心结构之间,推力波动的准确计算是此类电机设计与优化的关键。建立考虑初级端部效应的STPMLSM精确子域解析模型,能够快速计算空载与负载工况下的气隙磁密与推力波动,保证计算结果的准确性和高效性。基于该解析模型,提出初级铁心长度、三相绕组位置及匝数分配的综合优化方法,有效降低STPMLSM的负载推力波动,样机的推力波动从11.04%降到2.78%。最后,有限元模型和样机实验验证精确子域解析法及优化方案的正确性。 展开更多
关键词 无槽圆筒永磁直线同步电机 精确子域解析法 推力波动 初级端部效应 电感不对称
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表贴式轴向磁通电机梯形削极分段结构研究 被引量：3
4
作者 武岳 张志锋 张冉 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期84-95,共12页
采用多极少槽结构和分数槽集中绕组可有效提高轴向磁通永磁(AFPM)电机的转矩密度,但磁动势谐波含量较大、频率较高,会引起永磁体涡流损耗增大和温度升高。通过优化表贴式轴向磁通永磁电机的永磁体结构可有效降低永磁体涡流损耗并抑制转... 采用多极少槽结构和分数槽集中绕组可有效提高轴向磁通永磁(AFPM)电机的转矩密度,但磁动势谐波含量较大、频率较高,会引起永磁体涡流损耗增大和温度升高。通过优化表贴式轴向磁通永磁电机的永磁体结构可有效降低永磁体涡流损耗并抑制转矩波动,因此提出梯形削极分段结构。首先,基于精确子域法分别建立不同永磁体结构的解析模型。其次,通过解析模型和三维有限元模型对不同永磁体结构的气隙磁密、输出转矩和涡流损耗进行分析对比。然后,通过研究永磁体分段对永磁体涡流损耗的影响,确定梯形削极分段结构的参数。最后,制造一台样机并进行实验,实验结果证明,梯形削极分段结构可有效降低永磁体涡流损耗并且改善轴向磁通永磁电机输出性能。 展开更多
关键词 轴向磁通永磁电机 梯形削极分段结构 永磁体结构 永磁体涡流损耗 转矩密度 精确子域法
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高频轴向磁通永磁电机永磁体涡流损耗三维解析模型 被引量：11
5
作者 佟文明 李建盛 +1 位作者 曹博宇 吴胜男 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第6期1992-2001,共10页
针对现有二维解析模型在计算轴向磁通永磁电机永磁体涡流损耗存在精度不足的问题,该文提出一种能够精确计算该类电机永磁体涡流损耗的新型三维解析模型。该模型利用精确子域法和电阻网络模型,能够同时考虑定子开槽、定子谐波电流、涡流... 针对现有二维解析模型在计算轴向磁通永磁电机永磁体涡流损耗存在精度不足的问题,该文提出一种能够精确计算该类电机永磁体涡流损耗的新型三维解析模型。该模型利用精确子域法和电阻网络模型,能够同时考虑定子开槽、定子谐波电流、涡流反作用和涡流三维分布的影响。利用有限元法验证了精确子域模型计算得到的空载和电枢磁场分布,并在理想空载下,验证了解析模型永磁体表面涡流密度和永磁体涡流损耗值,分析电机在高频运行下涡流反作用对永磁体涡流损耗的影响。最后,对1台7kW、4000rpm的轴向磁通永磁电机进行空载脉宽调制(pulsewidthmodulated,PWM)电压供电实验和空载正弦波电压供电实验,得到因PWM谐波电流引起的永磁体涡流损耗,将实验结果,有限元结果与解析结果作对比,验证了该解析模型的正确性。 展开更多
关键词 轴向磁通永磁电机 精确子域法 永磁体涡流损耗 解析模型
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考虑温度变化的高温高速永磁电机转子涡流损耗半解析模型及实验验证 被引量：20
6
作者 卓亮 孙鲁 +2 位作者 施道龙 孙若兰 邹继斌 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第24期8305-8314,共10页
高温高速永磁电机由于工作环境的特殊性,在计算电机转子涡流损耗时,需要进行磁热耦合仿真,导致计算时间较长,而现有子域模型在建模时需首先假设材料属性参数为恒定值,不能考虑温度的影响。首先,将精确子域法与等效热网络相结合,提出一... 高温高速永磁电机由于工作环境的特殊性,在计算电机转子涡流损耗时,需要进行磁热耦合仿真,导致计算时间较长,而现有子域模型在建模时需首先假设材料属性参数为恒定值,不能考虑温度的影响。首先,将精确子域法与等效热网络相结合,提出一种可以考虑转子材料电导率及导热系数随温度变化的高温高速永磁电机转子涡流损耗半解析模型;其次,基于该模型分析了在高温状态下不同供电频率及护套材料对转子涡流损耗和永磁体温升的影响,得到针对高温高速永磁电机转子护套材料的选取方法;最后,对一台高温高速永磁电机分别进行损耗分离实验和温升实验,将实验与解析结果作对比,验证解析模型的正确性。 展开更多
关键词 高温高速永磁电机 转子涡流损耗(RECL) 精确子域法 等效热网络 损耗和温升实验
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部分分段Halbach永磁同步电机优化设计 被引量：25
7
作者 高锋阳 齐晓东 +2 位作者 李晓峰 袁成 庄圣贤 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第4期787-800,共14页
针对高功率密度的永磁同步电机齿槽转矩及永磁体涡流损耗大的问题,设计一种部分分段Halbach结构的表贴式永磁同步电机,永磁体采用Halbach充磁方式,每极分为三段,主磁极采用单侧部分分段,边界磁极与主磁极不等厚且不等宽。采用精确子域... 针对高功率密度的永磁同步电机齿槽转矩及永磁体涡流损耗大的问题,设计一种部分分段Halbach结构的表贴式永磁同步电机,永磁体采用Halbach充磁方式,每极分为三段,主磁极采用单侧部分分段,边界磁极与主磁极不等厚且不等宽。采用精确子域模型法,将求解域划分为永磁体、气隙、槽身和槽口四个区域,在二维极坐标下计算电机空载气隙磁通密度及齿槽转矩。建立10极12槽三维电机模型进行电磁仿真分析。结果表明,部分分段Halbach结构降低了永磁体涡流损耗、齿槽转矩及永磁体体积。同时,在有限元应力场中建立三维永磁同步电机求解模型,求得等效应力和总变形,确保部分分段结构永磁体的机械强度维持在允许范围内。 展开更多
关键词 永磁同步电机 精确子域模型法 部分分段Halbach结构 等效应力
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不等宽不等厚Halbach部分分段永磁同步电机电磁性能解析计算与优化分析 被引量：15
8
作者 高锋阳 齐晓东 +2 位作者 李晓峰 陶彩霞 高鹏 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第6期1398-1414,共17页
针对高功率密度的永磁同步电机电磁转矩波动和永磁体涡流损耗大的问题,提出一种Halbach部分分段结构,永磁体采用Halbach充磁方式,每极分为三段,主磁极采用单侧部分分段,边界磁极与主磁极不等厚且不等宽,并将其永磁体扩展为两种型式,即Ha... 针对高功率密度的永磁同步电机电磁转矩波动和永磁体涡流损耗大的问题,提出一种Halbach部分分段结构,永磁体采用Halbach充磁方式,每极分为三段,主磁极采用单侧部分分段,边界磁极与主磁极不等厚且不等宽,并将其永磁体扩展为两种型式,即Hat型和T型。采用精确子域模型法,将求解域划分为槽身、槽口、气隙以及永磁体四个区域,在二维极坐标下计算电机负载气隙磁通密度分布和电磁转矩。建立10极12槽三维电机模型对Hat型、T型以及其他相关五种电机结构进行电磁仿真、分级优化以及对比分析,求出最优Hat型和T型结构。结果表明,Halbach部分分段结构可以降低永磁体涡流损耗、电磁转矩波动以及负载气隙磁通密度总谐波畸变率(THD),T型Halbach部分分段结构的电磁性能高于Hat型,而Hat型Halbach部分分段结构可以进一步减小永磁体体积,节约生产成本。同时,在有限元应力场中建立三维永磁同步电机求解模型,求得等效应力和总变形,确保Hat型和T型Halbach部分分段结构永磁体的机械强度都维持在允许范围内。 展开更多
关键词 永磁同步电机 精确子域模型法 Halbach部分分段结构 电磁转矩波动 永磁体 涡流损耗
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轨道交通列车永磁同步电机涡流损耗抑制措施研究 被引量：2
9
作者 于海阔 张利军 +2 位作者 靳凯 毕京斌 赵海波 《城市轨道交通研究》 北大核心 2022年第6期134-142,共9页
针对轨道交通列车PMSM(永磁同步电机)齿槽转矩和涡流损耗大的问题,提出了一种主磁极中心部分分段Halbach PMSM模型。在二维极坐标系下构建主磁极中心部分分段Halbach PMSM解析模型,并采用精确子域模型法,对该模型在空载、电流源激励及... 针对轨道交通列车PMSM(永磁同步电机)齿槽转矩和涡流损耗大的问题,提出了一种主磁极中心部分分段Halbach PMSM模型。在二维极坐标系下构建主磁极中心部分分段Halbach PMSM解析模型,并采用精确子域模型法,对该模型在空载、电流源激励及负载等工况下的气隙磁密和电磁转矩进行了计算。通过对10极12槽PMSM有限元模型的计算验证解析模型的正确性。将该有限元模型与另外8种结构的PMSM模型的各项电磁性能进行对比分析,并在有限元应力场中建立三维PMSM模型,通过计算得到PMSM的等效应力和总变形。结果表明,十字型主磁极部分分段Halbach PMSM模型能在保证其他指标较优的前提下,大幅度降低涡流损耗。 展开更多
关键词 轨道交通列车 永磁同步电机 精确子域模型法 涡流损耗
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