不同定子绕组结构双定子轴向磁通开关磁阻电机性能对比研究 被引量：5

1

作者 于丰源 陈昊 +1 位作者 王星 王冠钧 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第24期7728-7741,7776,共15页

轴向磁通开关磁阻电机(AFSRM)的磁通路径和旋转轴方向平行,具有轴向长度短、气隙面积大、转矩密度高等优势,被认为是提升开关磁阻电机性能的有效方式,而双定子AFSRM(DSAFSRM)因具有平衡的轴向磁拉力和较大的定子绕组散热面积,是AFSRM结... 轴向磁通开关磁阻电机(AFSRM)的磁通路径和旋转轴方向平行,具有轴向长度短、气隙面积大、转矩密度高等优势,被认为是提升开关磁阻电机性能的有效方式,而双定子AFSRM(DSAFSRM)因具有平衡的轴向磁拉力和较大的定子绕组散热面积,是AFSRM结构中最具潜力的研究对象。电机运行性能与定子绕组结构密切相关,为了分析不同定子绕组结构对DSAFSRM性能的影响,该文对三台分别采用集中式绕组、单齿绕线绕组和整距绕组的电机性能进行对比研究。首先,详细分析了三种结构电机的磁通路径,基于相同的外径和轴长尺寸设计了三台样机。其次,利用有限元方法比较了三台样机的静、动态性能。最后,加工制造了采用单齿绕线绕组和整距绕组的两台DSAFSRM样机,实测了电机性能。结果表明,相较于传统集中式绕组结构,采用单齿绕线绕组和整距绕组的DSAFSRM结构提升了电机的输出转矩和转矩密度,不过在效率上有所降低。 展开更多

关键词 轴向磁通开关磁阻电机 定子绕组结构 磁通路径 有限元分析 电磁性能

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基于有取向硅钢的轴向磁通开关磁阻电机准三维解析分析与设计 被引量：14

2

作者 马霁旻 王杜 +2 位作者 曲荣海 李健 李新华 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第17期4069-4077,共9页

轴向磁通开关磁阻电机定、转子齿形在不同圆周半径上极弧角度变化不一致,利用二维解析法分析该类电机会带来较大误差。该文利用准三维解析法对轴向磁通电机展开径向分层计算,确定电机转子关键位置处的磁链特性。在准三维解析法分析的基... 轴向磁通开关磁阻电机定、转子齿形在不同圆周半径上极弧角度变化不一致,利用二维解析法分析该类电机会带来较大误差。该文利用准三维解析法对轴向磁通电机展开径向分层计算,确定电机转子关键位置处的磁链特性。在准三维解析法分析的基础上,利用准三维有限元方法对基于不同铁磁材料的模型进行了比较分析。研究结果和样机测试数据表明:基于有取向硅钢材料的轴向磁通开关磁阻电机定、转子磁极轴线对齐位置处的磁链值可以提高15%,准三维解析法的分层计算精度较高,对于电机初期设计而言,该方法的磁链分析误差从工程上认为是可以接受的。 展开更多

关键词 轴向磁通开关磁阻电机 极弧角度 准三维解析法 有取向硅钢材料 电磁性能

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宽窄定子极轴向磁通开关磁阻电机的设计与分析 被引量：10

3

作者 于丰源 陈昊 +2 位作者 闫文举 刘永强 董林杰 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第5期1261-1274,共14页

针对开关磁阻电机存在转矩密度较低、转矩脉动较大的缺点,提出一种新型宽窄定子极轴向磁通开关磁阻电机。该电机采用并行式双定子结构,左右定子盘通过共享一个转子段保持短磁通路径,定子齿极为宽极和窄极交错排列,集中式绕组缠绕在定子... 针对开关磁阻电机存在转矩密度较低、转矩脉动较大的缺点,提出一种新型宽窄定子极轴向磁通开关磁阻电机。该电机采用并行式双定子结构,左右定子盘通过共享一个转子段保持短磁通路径,定子齿极为宽极和窄极交错排列,集中式绕组缠绕在定子宽极上,定子窄极上则不缠绕绕组,仅为磁路提供磁通路径。由于每个槽只放置一相绕组,使得绕组在磁、热和机械上的隔离程度更高,保证了电机的可靠性。该文首先介绍所提电机的拓扑结构和运行原理;根据功率方程设计了部分初始结构参数,利用有限元方法分析了尺寸参数对电机性能的影响,并利用田口算法对选取的4个关键尺寸参数进行了多目标优化,改进了电机性能;然后计算分析了所提电机结构的动、静态性能;最后,制造了样机,实验结果验证了所提电机结构的有效性。 展开更多

关键词 轴向磁通开关磁阻电机 有限元方法 多目标优化 电磁性能

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轴向磁通模块化混合励磁开关磁阻电机及其绕组故障特性 被引量：1

4

作者 王国平 陈昊 +3 位作者 戚湧 徐立军 于丰源 闫文举 《电工技术学报》 北大核心 2025年第4期1090-1104,共15页

为了提高开关磁阻电机的输出转矩以及绕组故障冗余能力,提出了一种新型轴向磁通模块化混合励磁开关磁阻电机。该电机的左右双定子和中间转子均采用模块化结构,左右双定子各由6个U型定子模块环形排列构成,各个定子模块上分别缠绕独立的... 为了提高开关磁阻电机的输出转矩以及绕组故障冗余能力,提出了一种新型轴向磁通模块化混合励磁开关磁阻电机。该电机的左右双定子和中间转子均采用模块化结构,左右双定子各由6个U型定子模块环形排列构成,各个定子模块上分别缠绕独立的集中式绕组,且在相邻定子模块极端处嵌入永磁体构成了混合励磁磁路,能够在提升电机转矩输出能力的同时保证绕组故障冗余能力。首先,介绍了所提电机的拓扑结构和工作原理,通过磁等效电路法分析了电机转矩和磁链的耦合关系。然后,利用有限元方法分析比较了电机在无故障和故障状态下的电磁性能,建立了电机故障条件下绕组的数学模型,仿真预测了不同故障下电机特性和容错性能。最后,加工制造了一台样机并搭建了实验平台,给出了绕组正常励磁和故障下的实验结果,验证了所提电机结构的有效性和故障性能分析的准确性。 展开更多

关键词 轴向磁通开关磁阻电机 模块化定子 混合励磁 绕组故障 电磁性能

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电动汽车轴径向混合磁通同齿极开关磁阻电机设计与分析 被引量：3

5

作者 闫文举 杨宏伟 +3 位作者 辛俊 陈昊 于丰源 王青 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2024年第22期156-165,共10页

针对传统开关磁阻电机由于转矩脉动大、转矩密度低等缺点限制其在电动汽车驱动电机领域发展的问题,提出了一种新型电动汽车轴径向磁通分段转子开关磁阻电机结构。首先,阐述了新型电机的拓扑结构和工作原理。然后,根据功率方程给出主要... 针对传统开关磁阻电机由于转矩脉动大、转矩密度低等缺点限制其在电动汽车驱动电机领域发展的问题,提出了一种新型电动汽车轴径向磁通分段转子开关磁阻电机结构。首先,阐述了新型电机的拓扑结构和工作原理。然后,根据功率方程给出主要设计参数。其次,选取4个结构参数,通过有限元进行正交试验矩阵分析,结合多目标影响程度的权重矩阵选取最佳的参数组合,进一步提高电机性能。最后,通过仿真实验对比和静、动态特性分析,分别验证了轴径向磁通分段转子开关磁阻电机模型的准确性和所提电机结构对于性能提升的有效性。 展开更多

关键词 电动汽车 轴径向磁通开关磁阻电机 分段转子结构 有限元分析 多目标优化

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新型可变磁通磁阻电机振动和噪声研究与开关磁阻电机的比较(英文) 被引量：7

6

作者 诸自强 刘旭 潘再平 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第11期9-18,共10页

通过电磁和机械有限元方法计算并通过实验研究一种新型可变磁通磁阻电机的振动和噪声。这种新型电机使用与开关磁阻电机类似的定、转子冲片,但在定子侧放置一套直流励磁绕组;同时,用三相双极性桥式电路产生的正弦电流驱动定子电枢绕组... 通过电磁和机械有限元方法计算并通过实验研究一种新型可变磁通磁阻电机的振动和噪声。这种新型电机使用与开关磁阻电机类似的定、转子冲片,但在定子侧放置一套直流励磁绕组;同时,用三相双极性桥式电路产生的正弦电流驱动定子电枢绕组。由于在二阶振动模态频率点附近的振动得到极大的降低,这种新型可变磁通磁阻电机所产生的振动和噪声得到了极大地削弱。实验证实相比开关磁阻电机,这种新型可变磁通磁阻电机在空载和负载下可以使声压级分别降低4dBA和8dBA。 展开更多

关键词 可变磁通磁阻电机 开关磁阻电机振动 噪声

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双极性分块转子开关磁阻电机 被引量：9

7

作者 陈小元 邓智泉 +2 位作者 范娜 许培林 连广坤 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第10期1-7,共7页

针对单极性励磁时四相8/6结构分块转子开关磁阻电机的定子磁通冲突问题,把双极性励磁方法应用于四相8/6结构分块转子开关磁阻电机,基于2D有限元建立双极性分块转子开关磁阻电机的场路耦合模型,计算双极性分块转子开关磁阻电机的电流、... 针对单极性励磁时四相8/6结构分块转子开关磁阻电机的定子磁通冲突问题,把双极性励磁方法应用于四相8/6结构分块转子开关磁阻电机,基于2D有限元建立双极性分块转子开关磁阻电机的场路耦合模型,计算双极性分块转子开关磁阻电机的电流、转矩及铜耗,并在(r,θ)坐标系中细致描述定子铁心和转子铁心特征区域的磁密周期性变化规律,最后应用双频法分离铁损获得铁心的涡流损耗和磁滞损耗。计算结果表明,与同等双极性励磁的8/6结构双极性普通开关磁阻电机相比,8/6结构双极性分块转子开关磁阻电机的转矩脉动大,但铜耗减小约32%,铁耗减小约35%。 展开更多

关键词 开关磁阻电机 分块转子 双极性励磁 损耗 磁通密度

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盘式开关磁阻电机临界重叠位置磁化曲线计算 被引量：4

8

作者 徐衍亮 贾耀荣 张云 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第8期47-54,共8页

针对三维有限元方法分析轴向磁场盘式开关磁阻电机时计算机配置要求高、耗时长及不适于电机的优化设计和基于定转子极中心线对齐位置和定子极中心线和转子槽中心线对齐位置这两个关键位置的磁路法计算精确度不高等问题,对转子齿前沿和... 针对三维有限元方法分析轴向磁场盘式开关磁阻电机时计算机配置要求高、耗时长及不适于电机的优化设计和基于定转子极中心线对齐位置和定子极中心线和转子槽中心线对齐位置这两个关键位置的磁路法计算精确度不高等问题,对转子齿前沿和定子齿前沿重叠位置即临界重叠位置处磁化曲线进行解析计算。利用三相6/4极和12/8极轴向磁场盘式开关磁阻电机的有限元仿真结果及磁阻最小原理划分该位置处磁链并进行计算,推导出该种电机临界重叠位置处磁化曲线,并与三维有限元方法的计算结果进行对比。分析结果表明,此种解析法的计算精确度符合要求。计算结果验证了解析分析计算的正确性。 展开更多

关键词 开关磁阻电机 轴向磁场 磁化曲线 三维有限元 6/4极 12/8极

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12/14磁悬浮开关磁阻电机悬浮力全周期模型构建 被引量：8

9

作者 杨帆 袁野 +3 位作者 祝贵 孙玉坤 孟凡斌 南钰 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第2期330-339,共10页

12/14磁悬浮开关磁阻电机悬浮系统磁通与多个转子齿铰链,导致悬浮系统的等效磁路在整个转子位置周期内具有变结构特征,需要提出新的建模方法,揭示全位置周期内的悬浮力动态变化特性。针对上述问题,该文基于有限元模型开展了12/14磁悬浮... 12/14磁悬浮开关磁阻电机悬浮系统磁通与多个转子齿铰链,导致悬浮系统的等效磁路在整个转子位置周期内具有变结构特征,需要提出新的建模方法,揭示全位置周期内的悬浮力动态变化特性。针对上述问题,该文基于有限元模型开展了12/14磁悬浮开关磁阻电机悬浮力电磁特性分析,明晰了转子位置动态变化下的悬浮系统磁通铰链规律。利用麦克斯韦应力法“区域性”建模优势,提出“主-边磁路并行解析”策略,构建了考虑磁通多齿铰链的全周期悬浮力数学模型。通过有限元分析的方法验证了模型优良特性。开展实验研究,结果表明,建立的悬浮力模型可以有效揭示12/14磁悬浮开关磁阻电机独特本体结构下的悬浮力特性,实现稳定悬浮,进一步验证了所提建模方法的可行性。该方法可以推广至一类具有悬浮系统磁通多齿铰链特征的磁悬浮开关磁阻电机建模研究中。 展开更多

关键词 悬浮系统磁通 悬浮力建模 磁悬浮开关磁阻电机 麦克斯韦应力法 有限元分析

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抽油机用盘式开关磁阻电机的电磁优化设计 被引量：2

10

作者 韩朋 边敦新 +4 位作者 熊立新 程建军 夏强 马宏昌 鲁炳林 《石油机械》 北大核心 2022年第7期115-123,共9页

为了避免游梁式抽油机胶带传动系统带来的问题,电机主轴需要采用直接与减速机相连的半直驱方式,而这种方式的优劣取决于核心部件盘式开关磁阻电机性能的好坏。鉴于此,通过理论分析了径向磁通和轴向磁通盘式开关磁阻电机的轴向长度、外... 为了避免游梁式抽油机胶带传动系统带来的问题,电机主轴需要采用直接与减速机相连的半直驱方式,而这种方式的优劣取决于核心部件盘式开关磁阻电机性能的好坏。鉴于此,通过理论分析了径向磁通和轴向磁通盘式开关磁阻电机的轴向长度、外直径、直径比及纵横比等参数对转矩性能的影响,从而获得最佳的电磁结构。运用解析法计算了两种结构电机的磁化曲线,重点突出了轴向磁通开关磁阻电机的磁化曲线计算,并在准三维解析法的基础上,将直线开关磁阻电机的气隙磁导求解方法应用到该计算中。通过三维有限元数值分析法进行了电机结构优化并确定了样机参数。通过搭建样机试验平台验证了理论分析的正确性及可行性。装机试验结果表明,相较于三相异步电机和交流永磁伺服电机,样机的有功节电率分别达到27.4%和7.9%。盘式开关磁阻电机能够匹配抽油机的工作特性而达到生产节能的效果。 展开更多

关键词 开关磁阻电机 轴向磁通 径向磁通 转矩 磁化曲线

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电励磁磁通切换电机励磁故障下发电运行研究 被引量：1

11

作者 王玉彬 王从贵 +1 位作者 李祥林 马文忠 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第3期66-71,共6页

针对电励磁磁通切换电机(EE-FSM)的独特定子结构配置,提出一种在励磁绕组发生故障、无励磁磁场时,以开关磁阻发电机(SRG)模式运行的控制策略。首先分析了EE-FSM以SRG模式运行的基本原理,然后以一台12/10 EE-FSM为研究对象,提出一种6相SR... 针对电励磁磁通切换电机(EE-FSM)的独特定子结构配置,提出一种在励磁绕组发生故障、无励磁磁场时,以开关磁阻发电机(SRG)模式运行的控制策略。首先分析了EE-FSM以SRG模式运行的基本原理,然后以一台12/10 EE-FSM为研究对象,提出一种6相SRG发电运行控制方案。在此基础上,采用有限元法分析了电机以SRG模式运行时的磁场分布、电枢绕组磁链、电枢电流以及电功率输出能力等电磁特性。分析结果表明,EE-FSM在励磁绕组故障条件下可运行于SRG模式,从而可改善EE-FSM发电运行状态的可靠性。 展开更多

关键词 电励磁 磁通切换 电机故障运行 开关磁阻发电机 有限元分析

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《电机与控制学报》第13卷(2009)总目次

12

《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第6期937-944,共8页

关键词 永磁同步电机 mode line 永磁式电机 无轴承开关磁阻电机 PMSM 永磁同步电动机 变换器 转换器 直线感应电机 磁通切换永磁电机 笼型转子 BLDC 杨贵杰 Jun 无速度传感器 转子位置 学报 连续出版物 目次

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Initial Rotor Position Detection of 12/10 Flux-switching Permanent Magnet Motors 被引量：10

13

作者 XU Peilin DENG Zhiquan WANG Yu SONG Lucheng 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第9期I0014-I0014,共1页

电机转子初始位置检测的精度直接决定其启动运行时的性能。针对12/10极永磁磁通切换型电机,在验证其凸极性的基础上,采用注入脉振高频信号实现转子初始位置估计。通过对传统高频脉振正弦电压信号注入的分析,研究了基于高频方波或三角波... 电机转子初始位置检测的精度直接决定其启动运行时的性能。针对12/10极永磁磁通切换型电机,在验证其凸极性的基础上,采用注入脉振高频信号实现转子初始位置估计。通过对传统高频脉振正弦电压信号注入的分析,研究了基于高频方波或三角波的注入方法,再利用电流差值调制或直接信号调制方法得到位置误差信号,同时根据磁路的饱和效应,通过对d轴电流过零点时间差值的累加,实现了磁极方向辨识。分析了位置误差信号的系数与初始位置检测收敛性的关系。通过实验验证了所提方法的正确性和可行性。 展开更多

关键词 转子磁通 初始位置检测 电机转子 切换 开关磁阻电动机 永磁 转子位置检测 永久磁铁

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基于电感分区拟合曲线法的TFSRM初始位置检测

14

作者 姜亚海 瞿遂春 +1 位作者 邱爱兵 章竹耀 《控制工程》 CSCD 北大核心 2018年第5期938-942,共5页

提出一种电感分区拟合曲线法,实现横向磁通开关磁阻电机（TFSRM）初始位置检测。将一个机械角度周期的理想电感曲线分为6个区,对各分区内线性度较好的部分进行拟合,得到角度–电感关系。起动时各相同时注入高频脉冲电压,计算出电感值根... 提出一种电感分区拟合曲线法,实现横向磁通开关磁阻电机（TFSRM）初始位置检测。将一个机械角度周期的理想电感曲线分为6个区,对各分区内线性度较好的部分进行拟合,得到角度–电感关系。起动时各相同时注入高频脉冲电压,计算出电感值根据角度-电感关系即可求出初始角度。最后在MATLAB环境下对三相TFSRM系统模型进行了仿真,分别验证了电机在零初始速度和惯性运行时的初始位置检测。仿真结果表明该方法具有一定的精度,能实现电机初始位置检测。 展开更多

关键词 横向磁通开关磁阻电机 初始位置检测 电感分区 脉冲注入 拟合曲线

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