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基于磁场调制原理的双三相聚磁式永磁同步电机转矩性能分析
1
作者
王笔谈
赵文良
+3 位作者
刘聪
刁成武
陈德志
王秀和
《中国电机工程学报》
北大核心
2025年第13期5328-5340,I0033,共14页
双三相聚磁式永磁同步电机采用模块化相组集中绕线结构可以显著提升磁场利用率,具有转矩密度高、转矩脉动小、结构紧凑等特点,在高品质伺服电机系统中具有较大的应用潜力,然而聚磁和模块化相组绕线结构使其转矩等关键性能产生机理复杂,...
双三相聚磁式永磁同步电机采用模块化相组集中绕线结构可以显著提升磁场利用率,具有转矩密度高、转矩脉动小、结构紧凑等特点,在高品质伺服电机系统中具有较大的应用潜力,然而聚磁和模块化相组绕线结构使其转矩等关键性能产生机理复杂,分析难度大,目前缺乏对该种电机运行机理的深入研究。利用磁场调制原理,对采用模块化相组集中绕线结构的双三相聚磁式永磁同步电机(dual three-phase flux concentrated permanent magnet synchronous machine,DTFC-PMSM)的转矩性能进行深入分析。首先介绍电机结构、设计思路和工作原理,借助“磁场调制”手段,对电机齿槽转矩进行分析,并据此确定最佳内外定子相对角,定量分析电机空载与电枢气隙磁密、空载反电势以及输出转矩,推导气隙磁场主要工作谐波,分析主要工作谐波对转矩的贡献度,同时利用有限元法对分析的结果进行验证。最后,制造样机并搭建实验测试平台,对电机转矩等性能进行测量,验证解析计算和有限元仿真的准确性。
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关键词
双三相
聚
磁
式
永
磁
同步
电机
磁
场
调制
模块化相组集中绕线
谐波分析
转矩性能
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职称材料
聚磁式场调制永磁风力发电机工作原理与静态特性
被引量：
32
2
作者
李祥林
程明
+1 位作者
邹国棠
李顺
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2014年第11期1-9,共9页
提出一种新型聚磁式场调制永磁(Flux-Concentrating Field-Modulated PermanentMagnet,FCFMPM)电机,该电机外转子采用聚磁式永磁体结构改善气隙磁通密度,定子采用开口槽结构提高空间利用率。基于磁齿轮效应,定子齿对转子永磁磁场进行调...
提出一种新型聚磁式场调制永磁(Flux-Concentrating Field-Modulated PermanentMagnet,FCFMPM)电机,该电机外转子采用聚磁式永磁体结构改善气隙磁通密度,定子采用开口槽结构提高空间利用率。基于磁齿轮效应,定子齿对转子永磁磁场进行调制,产生极对数少、运行速度快的谐波磁场,由该谐波磁场作为有效励磁的FCFMPM电机具有低速、大转矩密度的特点。在深入分析电机工作原理的基础上,运用二维有限元方法计算了其静态特性,包括空载永磁磁链、空载感应电动势、电感、定位力矩和电磁转矩等。研制了一台5k W实验样机,并与商业化小型永磁直驱风力发电机做比较。仿真和实验结果表明,所提电机具有转矩密度大、定位力矩小、外特性硬等特点,特别适用于如风力发电等低速、直驱系统。
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关键词
聚
磁
磁
场
调制
永
磁电机
风力发电
低速直驱
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职称材料
基于CE-FEA和小信号分析快速计算逆变器供电下聚磁式场调制电机中永磁体涡流损耗
被引量：
10
3
作者
朱洒
卢智鹏
+2 位作者
王卫东
田建
王豪
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2020年第5期963-971,共9页
提出一种结合高效有限元法、频域小信号分析和矩形永磁体涡流损耗解析计算模型,快速计算电压源型逆变器供电下聚磁式场调制永磁电机中永磁体涡流损耗的方法。基于高效有限元法,仅需进行一步静态有限元计算即可构建出永磁体中主要低频交...
提出一种结合高效有限元法、频域小信号分析和矩形永磁体涡流损耗解析计算模型,快速计算电压源型逆变器供电下聚磁式场调制永磁电机中永磁体涡流损耗的方法。基于高效有限元法,仅需进行一步静态有限元计算即可构建出永磁体中主要低频交变磁通密度分量。基于小信号分析,仅需进行四步时谐有限元计算即可获得脉宽调制电压谐波与永磁体中高频交变磁通密度之间的关系。进而结合解析计算模型实现永磁体涡流损耗的快速计算。所提方法考虑了轴向分段和高频涡流反应对永磁体涡流损耗的影响。与传统时步有限元法相比,所提方法的低频谐波损耗计算相对误差小于4%,脉宽调制谐波损耗计算相对误差小于8.4%,计算速度提高了数百倍以上。
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关键词
聚磁式场调制永磁电机
脉宽
调制
涡流损耗
小信号分析
有限元法
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职称材料
题名
基于磁场调制原理的双三相聚磁式永磁同步电机转矩性能分析
1
作者
王笔谈
赵文良
刘聪
刁成武
陈德志
王秀和
机构
山东大学电气工程学院
沈阳工业大学电气工程学院
出处
《中国电机工程学报》
北大核心
2025年第13期5328-5340,I0033,共14页
基金
国家自然科学基金项目(52077123)
山东省自然科学基金优秀青年基金项目(ZR2021YQ35)。
文摘
双三相聚磁式永磁同步电机采用模块化相组集中绕线结构可以显著提升磁场利用率,具有转矩密度高、转矩脉动小、结构紧凑等特点,在高品质伺服电机系统中具有较大的应用潜力,然而聚磁和模块化相组绕线结构使其转矩等关键性能产生机理复杂,分析难度大,目前缺乏对该种电机运行机理的深入研究。利用磁场调制原理,对采用模块化相组集中绕线结构的双三相聚磁式永磁同步电机(dual three-phase flux concentrated permanent magnet synchronous machine,DTFC-PMSM)的转矩性能进行深入分析。首先介绍电机结构、设计思路和工作原理,借助“磁场调制”手段,对电机齿槽转矩进行分析,并据此确定最佳内外定子相对角,定量分析电机空载与电枢气隙磁密、空载反电势以及输出转矩,推导气隙磁场主要工作谐波,分析主要工作谐波对转矩的贡献度,同时利用有限元法对分析的结果进行验证。最后,制造样机并搭建实验测试平台,对电机转矩等性能进行测量,验证解析计算和有限元仿真的准确性。
关键词
双三相
聚
磁
式
永
磁
同步
电机
磁
场
调制
模块化相组集中绕线
谐波分析
转矩性能
Keywords
dual three-phase flux concentrated permanent magnet synchronous motor(DTFC-PMSM)
magnetic field modulation
modular phase-group concentrated-coil winding
harmonic analysis
torque performance
分类号
TM341 [电气工程—电机]
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职称材料
题名
聚磁式场调制永磁风力发电机工作原理与静态特性
被引量：
32
2
作者
李祥林
程明
邹国棠
李顺
机构
东南大学电气工程学院
香港大学电机电子工程系
出处
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2014年第11期1-9,共9页
基金
国家自然科学基金重点项目(51137001)
江苏省创新学者攀登项目(BK2010013)
2012年江苏省中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(CXLX12_0091)
文摘
提出一种新型聚磁式场调制永磁(Flux-Concentrating Field-Modulated PermanentMagnet,FCFMPM)电机,该电机外转子采用聚磁式永磁体结构改善气隙磁通密度,定子采用开口槽结构提高空间利用率。基于磁齿轮效应,定子齿对转子永磁磁场进行调制,产生极对数少、运行速度快的谐波磁场,由该谐波磁场作为有效励磁的FCFMPM电机具有低速、大转矩密度的特点。在深入分析电机工作原理的基础上,运用二维有限元方法计算了其静态特性,包括空载永磁磁链、空载感应电动势、电感、定位力矩和电磁转矩等。研制了一台5k W实验样机,并与商业化小型永磁直驱风力发电机做比较。仿真和实验结果表明,所提电机具有转矩密度大、定位力矩小、外特性硬等特点,特别适用于如风力发电等低速、直驱系统。
关键词
聚
磁
磁
场
调制
永
磁电机
风力发电
低速直驱
Keywords
Flux-concentrating,field modulation,permanent-magnet machine,wind power generation,low-speed direct-drive
分类号
TM315 [电气工程—电机]
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职称材料
题名
基于CE-FEA和小信号分析快速计算逆变器供电下聚磁式场调制电机中永磁体涡流损耗
被引量：
10
3
作者
朱洒
卢智鹏
王卫东
田建
王豪
机构
河海大学能源与电气学院
大全集团博士后科研工作站
出处
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2020年第5期963-971,共9页
基金
国家自然科学基金青年基金(51907053)
江苏省自然科学青年基金(BK20190489)
中国博士后基金面上项目(2019M661708)资助
文摘
提出一种结合高效有限元法、频域小信号分析和矩形永磁体涡流损耗解析计算模型,快速计算电压源型逆变器供电下聚磁式场调制永磁电机中永磁体涡流损耗的方法。基于高效有限元法,仅需进行一步静态有限元计算即可构建出永磁体中主要低频交变磁通密度分量。基于小信号分析,仅需进行四步时谐有限元计算即可获得脉宽调制电压谐波与永磁体中高频交变磁通密度之间的关系。进而结合解析计算模型实现永磁体涡流损耗的快速计算。所提方法考虑了轴向分段和高频涡流反应对永磁体涡流损耗的影响。与传统时步有限元法相比,所提方法的低频谐波损耗计算相对误差小于4%,脉宽调制谐波损耗计算相对误差小于8.4%,计算速度提高了数百倍以上。
关键词
聚磁式场调制永磁电机
脉宽
调制
涡流损耗
小信号分析
有限元法
Keywords
Flux-concentrated filed-modulated permanent-magnet(FCFMPM)machine
pulse width modulation(PWM)
eddy current loss
small-signal analysis
finite element method
分类号
TM351 [电气工程—电机]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于磁场调制原理的双三相聚磁式永磁同步电机转矩性能分析
王笔谈
赵文良
刘聪
刁成武
陈德志
王秀和
《中国电机工程学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
2
聚磁式场调制永磁风力发电机工作原理与静态特性
李祥林
程明
邹国棠
李顺
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2014
32
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
基于CE-FEA和小信号分析快速计算逆变器供电下聚磁式场调制电机中永磁体涡流损耗
朱洒
卢智鹏
王卫东
田建
王豪
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2020
10
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职称材料
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