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基于FEM的同相并联大截面三相电缆电流分布的研究 被引量:13
1
作者 梁永春 柴进爱 +3 位作者 李延沐 李彦明 王正刚 李忠魁 《高压电器》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期186-188,共3页
利用有限元法计算了单芯大截面电缆用于同相两根并联电缆运行时的载流量分配和不平衡系数。并利用电磁场理论和ANSOFT,计算了6种同相两根并联电缆排列方式下的载流量分配和不平衡系数的比较,给出了3种能够减小载流量分配不均和降低不平... 利用有限元法计算了单芯大截面电缆用于同相两根并联电缆运行时的载流量分配和不平衡系数。并利用电磁场理论和ANSOFT,计算了6种同相两根并联电缆排列方式下的载流量分配和不平衡系数的比较,给出了3种能够减小载流量分配不均和降低不平衡系数的同相两根大截面电缆线路并联运行的优化排列方式。 展开更多
关键词 有限元 同相两根并联电缆 载流量 不平衡系数 邻近效应 ANSOFT
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纯电动环卫车电池托架的轻量化设计 被引量:1
2
作者 杨布尧 陈江义 +1 位作者 王婷婷 秦东晨 《重庆理工大学学报(自然科学)》 CAS 北大核心 2024年第4期290-294,共5页
轻量化是提升纯电动环卫车续航里程及工作时间的重要方式,其中电池托架是承载电池模组的重要结构部件。为探究更有效的构件布置方式,建立电池托架的有限元模型,并使用拓扑优化方法得到改进结构,使电池托架在各工况下的位移和应力显著下... 轻量化是提升纯电动环卫车续航里程及工作时间的重要方式,其中电池托架是承载电池模组的重要结构部件。为探究更有效的构件布置方式,建立电池托架的有限元模型,并使用拓扑优化方法得到改进结构,使电池托架在各工况下的位移和应力显著下降。为进一步减轻质量,采用Hammersley试验方法对模型中各构件的壁厚进行采样;基于采样数据,使用2种策略的自适应响应面法对主要构件进行尺寸优化,在满足应力及位移的许用要求下,得到优化设计方案,质量减轻40%,实现了轻量化目标。 展开更多
关键词 纯电动环卫车 电池托架 轻量化设计 有限元分析 试验设计
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基于时步有限元分析的超高效电机定子槽形优化设计 被引量:40
3
作者 赵海森 刘晓芳 +2 位作者 杨亚秋 罗应立 陈伟华 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第33期115-122,共8页
在我国,中小型电机的定子槽形通常为梨形槽,且不同机座号的槽形尺寸已沿用了数十年。为研究有利于降低电机损耗的定子槽形尺寸,建立了基于时步有限元法的损耗计算模型,以一台5.5 kW异步电机为例,分析了槽口宽度、槽口高度、槽肩角、槽... 在我国,中小型电机的定子槽形通常为梨形槽,且不同机座号的槽形尺寸已沿用了数十年。为研究有利于降低电机损耗的定子槽形尺寸,建立了基于时步有限元法的损耗计算模型,以一台5.5 kW异步电机为例,分析了槽口宽度、槽口高度、槽肩角、槽宽、槽高及槽半径等6个槽形尺寸对损耗的影响程度。结果表明,槽口宽度、槽宽和槽底半径对损耗影响较大。在槽满率基本不变,且确保电机原有起动性能的前提下,提出了基于时步有限元法的定子槽形优化设计方法,利用该方法对上述5.5 kW电机定子槽进行改进设计。经改进后,电机空载损耗降低了约7%,满载损耗降低了约2%。 展开更多
关键词 超高效电机 定子槽形 优化设计 时步有限元
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基于灵敏度分析的静电传感器优化设计 被引量:20
4
作者 徐一鸣 左洪福 +1 位作者 詹志娟 徐君军 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期1084-1089,共6页
对用于金属接触损伤监测的静电传感器进行了优化设计研究。利用高斯定律建立了传感器静电感应的解析模型,利用有限元分析方法获得了静电传感器的灵敏度空间分布规律。并在此基础上,针对不同的设计参数进行了有限元仿真分析,得出设计参数... 对用于金属接触损伤监测的静电传感器进行了优化设计研究。利用高斯定律建立了传感器静电感应的解析模型,利用有限元分析方法获得了静电传感器的灵敏度空间分布规律。并在此基础上,针对不同的设计参数进行了有限元仿真分析,得出设计参数(感应面半径、屏蔽罩厚度、屏蔽罩内径、绝缘体介电常数、感应面内缩长度)对灵敏度空间分布的影响,并在试验台上验证了不同设计参数对接触损伤静电信号的影响,为传感器优化设计提供了依据。 展开更多
关键词 灵敏度 优化设计 静电传感器 磨损 有限元法
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高精度内圆磨床整机动力学建模及优化设计 被引量:13
5
作者 周德廉 陈新 孙庆鸿 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第2期35-38,共4页
在M2 1 2 0A原机床动态测试的基础上 ,建立包括结合面动力学模型在内的整体机床有限元模型 ;对机床主要单个部件进行结构动态优化设计 ,并利用原机床结合面动力学模型 ,建立M2 1 2 0A新机床整机的有限元模型 .本文提出以整机第 1阶模态... 在M2 1 2 0A原机床动态测试的基础上 ,建立包括结合面动力学模型在内的整体机床有限元模型 ;对机床主要单个部件进行结构动态优化设计 ,并利用原机床结合面动力学模型 ,建立M2 1 2 0A新机床整机的有限元模型 .本文提出以整机第 1阶模态的磨头与工件之间相对位移量最小为评价函数 ,进行整机多方案比较优化设计 .与传统的单件优化设计比较 ,这种优化方案具有考虑更全面、效果更可靠的优点 . 展开更多
关键词 动态测试 有限元 目标函数 高精度 内圆磨床 动力学建模 优化设计
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并行求解含有电位悬浮导体的静电场数值问题 被引量:14
6
作者 王栋 阮江军 +2 位作者 杜志叶 阮祥勇 刘守豹 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第6期131-136,共6页
并行计算是电磁场数值模拟的主要工具,但是对于含有悬浮电位导体的静电场问题的并行模拟却很少提及。该文提供了一种针对这类问题的区域分解方法,并利用强加齐次边界条件法对有限元矩阵进行处理,进而利用并行机群系统求解含有多个电位... 并行计算是电磁场数值模拟的主要工具,但是对于含有悬浮电位导体的静电场问题的并行模拟却很少提及。该文提供了一种针对这类问题的区域分解方法,并利用强加齐次边界条件法对有限元矩阵进行处理,进而利用并行机群系统求解含有多个电位悬浮导体的计算模型。通过对含有3个悬浮电位导体的平行板电容器模型和330 kV架空输电线路的玻璃绝缘子串场计算模型的并行模拟,验证了该方法在二维和三维静电场问题中的有效性。该文提出的方法能够很好的解决因悬浮导体存在而带来的并行处理中的模型分区困难,并且可以很好的并行求解多导体问题,对该类问题的并行计算提供了可能。 展开更多
关键词 电磁场 电位悬浮导体 并行计算 虚拟齐次边界条件 区域分解 有限元
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同塔并架4回输电线路相导线排列方式研究 被引量:24
7
作者 黄道春 阮江军 +1 位作者 赵华 王雅珺 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期18-20,共3页
为研究相导线的排列方式,利用二维静电场有限元模型计算了500 kV同塔并架4回输电线路导线表面和线下距离地面1 m处电场强度,讨论了模型内、外边界长度的选取,对比几种典型相导线排列方式时导线最大平均场强、线路下地面上1 m处最大场强... 为研究相导线的排列方式,利用二维静电场有限元模型计算了500 kV同塔并架4回输电线路导线表面和线下距离地面1 m处电场强度,讨论了模型内、外边界长度的选取,对比几种典型相导线排列方式时导线最大平均场强、线路下地面上1 m处最大场强和线路走廊宽度的结果表明,相导线完全逆序不对称排列的方式较好。 展开更多
关键词 并架四同 有限元法 电场强度 分裂导线 走廊宽度
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基于遗传算法的客车车身骨架优化设计 被引量:18
8
作者 张军 林程 张国明 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期45-49,共5页
提出一种基于遗传算法的桁架式客车车身骨架的优化设计方法.应用有限元分析软件ANSYS建立了车身骨架有限元模型并进行计算,采用遗传算法进行优化.优化后车身总质量减轻719 kg,减重比例接近25%.结果表明,基于遗传算法的优化设计明显优于... 提出一种基于遗传算法的桁架式客车车身骨架的优化设计方法.应用有限元分析软件ANSYS建立了车身骨架有限元模型并进行计算,采用遗传算法进行优化.优化后车身总质量减轻719 kg,减重比例接近25%.结果表明,基于遗传算法的优化设计明显优于常规的数学规划方法,实现了某电动大客车车身骨架的轻量化设计. 展开更多
关键词 车身骨架 遗传算法 有限元法 优化设计
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行波管阴极组件动态热耗散分析及优化设计 被引量:15
9
作者 宋芳芳 张国兴 +1 位作者 何小琦 孙小菡 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期118-122,共5页
阴极作为行波管的“心脏”,其内部结构的热耗散是影响行波管预热时间的关键问题,热传导和热辐射是引起阴极组件内部热耗散的最重要因素。建立了阴极组件热状态有限元分析方程,利用有限元ANSYS软件对阴极组件动态热耗散进行模拟分析,提... 阴极作为行波管的“心脏”,其内部结构的热耗散是影响行波管预热时间的关键问题,热传导和热辐射是引起阴极组件内部热耗散的最重要因素。建立了阴极组件热状态有限元分析方程,利用有限元ANSYS软件对阴极组件动态热耗散进行模拟分析,提取热流矢量图及温度分布图,并获得阴极达到稳态的预热时间。对实际样品进行实验验证,证明了有限元模拟方法是可行的。基于瞬态热模拟分析结果,优化设计了阴极组件中关键部件的结构及材料,有效地缩短了阴极预热时间,提高了行波管快速反应能力。 展开更多
关键词 行波管 阴极组件 优化设计 热耗散 有限元法
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基于响应面法的机翼气动/结构一体化优化设计研究 被引量:15
10
作者 刘金辉 乔志德 +1 位作者 杨旭东 郝国芬 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第3期300-306,共7页
基于响应面法进行了机翼气动/结构一体化优化设计研究,流动控制方程为三维欧拉方程,采用有限体积法进行数值求解,应力和结构变形采用有限元方法计算,静气动弹性分析采用强耦合迭代方式,响应面模型采用二次多项式来构造。以跨音速M6机翼... 基于响应面法进行了机翼气动/结构一体化优化设计研究,流动控制方程为三维欧拉方程,采用有限体积法进行数值求解,应力和结构变形采用有限元方法计算,静气动弹性分析采用强耦合迭代方式,响应面模型采用二次多项式来构造。以跨音速M6机翼为初始机翼,进行了多目标、多约束情形下的气动/结构综合优化设计,优化后所得到的新机翼具有更佳的气动/结构综合性能,升阻比增加了9.25%,而重量减轻了4.84%;响应面模型精度满足设计要求,拟合误差均不超过1%;这说明本文所发展气动/结构综合优化设计方法是成功且有效的,具有广泛的应用前景。 展开更多
关键词 响应面法 欧拉方程 有限元方法 静气动弹性 多目标优化设计
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磁悬浮控制力矩陀螺高速转子的优化设计 被引量:34
11
作者 韩邦成 虎刚 房建成 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期662-666,共5页
介绍了一种磁悬浮控制力矩陀螺(CMG)的结构,其中陀螺转子的额定角动量为200 N.ms。利用多学科设计优化软件iSIGHT及有限元分析软件ANSYS,以质量为优化目标,以静力学、动力学和其他要求同时作为约束条件,对永磁偏置混合磁轴承支承的5自... 介绍了一种磁悬浮控制力矩陀螺(CMG)的结构,其中陀螺转子的额定角动量为200 N.ms。利用多学科设计优化软件iSIGHT及有限元分析软件ANSYS,以质量为优化目标,以静力学、动力学和其他要求同时作为约束条件,对永磁偏置混合磁轴承支承的5自由度高速盘形转子(额定转速为20 000 rpm)进行了优化设计。通过优化设计,其静强度安全系数由原来的2.39提高到2.63,提高了10%;转子质量由15.032 kg减小为13.972 kg,减少了7.1%。为满足控制系统对共振频率的要求,转子的弹性一阶共振频率为1 313 Hz(动力学)。 展开更多
关键词 控制力矩陀螺 陀螺转子 混合磁轴承 优化设计 有限元法
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一种新型磁悬浮飞轮用永磁偏置径向磁轴承 被引量:18
12
作者 房建成 杨磊 +1 位作者 孙津济 韩邦成 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期444-451,共8页
针对现有径向磁轴承结构电励磁磁路耦合的特点,分析了一种新型磁悬浮飞轮用永磁偏置径向磁轴承结构及其工作原理。采用等效磁路法对磁轴承的永磁磁路和电励磁磁路进行计算,得出了磁轴承的数学模型,并给出磁轴承主要参数的设计方法。最后... 针对现有径向磁轴承结构电励磁磁路耦合的特点,分析了一种新型磁悬浮飞轮用永磁偏置径向磁轴承结构及其工作原理。采用等效磁路法对磁轴承的永磁磁路和电励磁磁路进行计算,得出了磁轴承的数学模型,并给出磁轴承主要参数的设计方法。最后,通过有限元法对该磁轴承进行仿真分析,从磁场分布以及x方向通电流时对力Fy的影响两方面验证了该结构电励磁回路在x、y方向间的解耦性,其中Fy<3%Fx。理论研究和仿真分析表明:这种径向磁轴承结构有效地避免了磁通在两个径向自由度间的耦合,从而能够扩大系统线性工作范围和稳定裕度,提高磁轴承系统的控制性能。 展开更多
关键词 永磁偏置径向磁轴承 磁悬浮飞轮 等效磁路 参数设计 有限元法
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有限单元法在拱坝设计中的应用 被引量:79
13
作者 傅作新 钱向东 《河海大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 1991年第2期8-15,共8页
本文采用等效应力与薄层单元相结合的方法,解决了拱坝有限单元法分析中应力数值的不稳定问题;所建议的方法为有限单元法在拱坝设计中的应用提供了有效的途径.
关键词 拱坝 设计 有限元
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反演设计研究进展 被引量:5
14
作者 朱萍玉 刘德顺 +1 位作者 杨襄璧 陈安华 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2003年第1期64-69,35,共7页
反演设计不同于传统的正分析设计 ,是一种用于以微分方程描述 ,通过数值求解的现代设计方法。本文综述了现代设计方法在不同领域和时期的研究进展及应用 ,归纳了现代设计方法的一般程式。并对反演设计方法进行了系统的分类。
关键词 反演设计 数值优化 计算流体力学 有限元 机械设计 连续反演 离散反演
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550k V GIS盆式绝缘子小型化设计(一)——几何形状优化 被引量:21
15
作者 王超 李文栋 +3 位作者 陈泰然 李文强 宫瑞磊 张冠军 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第7期1847-1855,共9页
在保证气体绝缘开关设备(GIS)绝缘强度的基础上,为减少SF_(6)气体使用量、缩小设备体积,基于有限元仿真及数值优化方法开展了针对工程实际中的550kV盆式绝缘子小型化设计研究。在中心导杆与密封罐体之间距离缩小10%的条件下,通过对盆体... 在保证气体绝缘开关设备(GIS)绝缘强度的基础上,为减少SF_(6)气体使用量、缩小设备体积,基于有限元仿真及数值优化方法开展了针对工程实际中的550kV盆式绝缘子小型化设计研究。在中心导杆与密封罐体之间距离缩小10%的条件下,通过对盆体凸面、凹面轮廓以及两端厚度的形状优化,可使得沿面电场分布更加均匀,盆体中心导体侧及低压法兰处的机械应力集中现象得到大幅缓解。相较于原始结构,经几何形状优化后的盆式绝缘子显著提升了的电气性能和力学性能。优化后的小型化绝缘子凹面沿面最大电场强度及最大形变量可分别降低25.4%和29.9%,并可减少盆式绝缘子6.1%的环氧复合材料使用量以及GIS密封罐体内约15%的SF_(6)气体使用量。该文提出的GIS小型化改造方案兼顾了电气和力学性能,具有较高的制造可行性和应用前景,能够为紧凑型、环境友好型GIS设备的研制提供参考。 展开更多
关键词 气体绝缘金属封闭开关设备 盆式绝缘子 小型化 有限元仿真 几何形状优化
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550kV GIS盆式绝缘子小型化设计(二)——介电分布优化 被引量:17
16
作者 李文栋 王超 +3 位作者 陈泰然 李文强 宫瑞磊 张冠军 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第11期2743-2752,共10页
为缩小气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)的体积、简化生产制造工艺、降低原材料与SF_(6)气体消耗,在《550kV GIS盆式绝缘子小型化设计(一)——几何形状优化》(简称论文1)的基础上,引入介电功能梯度材料的理念,开展盆式绝缘子材料介电分布... 为缩小气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)的体积、简化生产制造工艺、降低原材料与SF_(6)气体消耗,在《550kV GIS盆式绝缘子小型化设计(一)——几何形状优化》(简称论文1)的基础上,引入介电功能梯度材料的理念,开展盆式绝缘子材料介电分布优化设计。针对接地法兰附近盆体表面电场畸变严重的问题,以均化接地法兰处电场为目标,基于拓扑优化方法构建了盆式绝缘子材料介电常数空间分布优化模型,并讨论了密度函数因子、梯度惩罚权重、介电常数上限等算法参数对于介电梯度形式及电场优化效果的影响。仿真结果表明,优化后绝缘子外法兰附近凸面一侧出现高介电常数区域,呈近似菱形的几何轮廓。此时,即使绝缘距离较原始结构减小15%,接地法兰处的电场集中现象仍可得到大幅改善。因此,该文提出的介电梯度材料,有望代替外壳倒角处的“R弧”形金属屏蔽以及绝缘子内嵌金属屏蔽环等方法进行电场分布调控,在GIS小型化改造、减少材料用量、优化工艺流程方面具有广阔前景。此外,提出了3D打印+浇注固化的小型化介电梯度盆式绝缘子制造方案,为后续研究与应用提供支撑。 展开更多
关键词 气体绝缘开关设备(GIS) 盆式绝缘子 小型化 有限元方法 介电分布优化
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基于T-ψ有限元法的多目标函数变压器优化设计 被引量:8
17
作者 杨新生 张云鹏 +2 位作者 徐桂芝 张长庚 傅为农 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第S01期75-83,共9页
随着电网容量和电压等级的不断提高,用户对电力变压器优化设计提出了更高的要求,该文基于矢量电位-标量磁位(T-ψ)有限元法(FEM)对变压器拓扑结构进行多目标函数优化设计,旨在提高变压器性能、降低制造成本。变压器设计涉及多参量多目... 随着电网容量和电压等级的不断提高,用户对电力变压器优化设计提出了更高的要求,该文基于矢量电位-标量磁位(T-ψ)有限元法(FEM)对变压器拓扑结构进行多目标函数优化设计,旨在提高变压器性能、降低制造成本。变压器设计涉及多参量多目标函数,故采用改进型广义差分进化算法(GED3)实现快速全局寻优。由于每个优选案例都需要采用有限元法对变压器性能参数进行验证,花费时间较长。为了减少变压器仿真验证所需时间,故在保证精度的前提下,寻优过程中采用较粗网格,待最优案例确定后,采用密网格与有限元法相结合对变压器各项性能参数加以对比验证分析。挑选最优案例与未优化变压器各项参数进行对比,优化后的变压器铜损降低4.5%,铁损增加0.81%,但总损耗降低3.62%,制造成本降低3.89%。且在采用粗细网格下,无载损耗误差为0.825%,为工程应用中可接受范围,验证了该文方法的正确性,且该方法可应用于其他电工装备优化设计中。 展开更多
关键词 变压器 有限元法 多目标函数 改进型广义差分进化算法 优化设计
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直驱采油用永磁同步电机削弱齿槽转矩优化 被引量:9
18
作者 肖文生 崔俊国 +2 位作者 刘健 吴晓东 黄红胜 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期173-180,共8页
提出削弱永磁同步电机齿槽转矩的优化设计方法.在永磁电机设计过程中影响齿槽转矩的参数有多个,但每个参数对齿槽转矩的影响程度不同,为了节约设计时间与成本,采用Plackett-Burman设计从多个设计参数中筛选出影响齿槽转矩的显著因子.应... 提出削弱永磁同步电机齿槽转矩的优化设计方法.在永磁电机设计过程中影响齿槽转矩的参数有多个,但每个参数对齿槽转矩的影响程度不同,为了节约设计时间与成本,采用Plackett-Burman设计从多个设计参数中筛选出影响齿槽转矩的显著因子.应用响应面法(RSM)建立显著因子与齿槽转矩的二阶响应模型并判定拟合模型的有效性,采用有限元法(FEM)分析实验安排以确定回归系数.采用遗传算法(GA)寻优,找到使齿槽转矩最小的最佳解.根据优化结果进行有限元分析可知,与初始值相比,齿槽转矩显著降低,这在很大程度上提高了电机运行的稳定性,降低了运行过程中产生的噪声.通过样机试验证明了该优化设计方法的有效性. 展开更多
关键词 永磁同步电机(PMSM) 齿槽转矩 PLACKETT-BURMAN设计 响应面法(RSM) 有限元法(fem) 遗传算法(GA)
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井口装置PFFA35/65-C88闸阀的有限元分析 被引量:9
19
作者 陶春达 艾志久 +1 位作者 刘春全 王飞 《西南石油学院学报》 CSCD 1997年第4期95-98,共4页
通过对井口装置PFFA35/65C88闸阀的有限元数值计算分析,获得了闸阀各部位的应力分布规律,找出了闸阀的危险部位,为PFFA35/65C88闸阀的合理设计提供了理论依据和改进意见。
关键词 闸阀 结构设计 有限元分析 井口装置
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定子永磁式双转子电机设计与实验研究 被引量:10
20
作者 莫丽红 全力 +2 位作者 朱孝勇 陈云云 邱海兵 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第9期74-82,共9页
提出一种应用于混合动力汽车驱动系统的新型定子永磁式双转子电机,即将双转子电机概念与永磁磁通切换电机相结合,以获得高转矩密度、低转矩脉动及高功率密度,满足混合动力系统对于小型轻量化及平稳运行的需求。本文对新型定子永磁式磁... 提出一种应用于混合动力汽车驱动系统的新型定子永磁式双转子电机,即将双转子电机概念与永磁磁通切换电机相结合,以获得高转矩密度、低转矩脉动及高功率密度,满足混合动力系统对于小型轻量化及平稳运行的需求。本文对新型定子永磁式磁通切换双转子电机的拓扑结构及其混合动力驱动系统的工作原理进行了介绍,详细分析了内外电机的设计方法及基于转矩脉动最小的尺寸优化,并利用有限元方法对电机电磁性能进行了仿真。仿真表明了电机设计的合理性,通过原理样机实测数据验证了电机设计的有效性,并显示了内外电机具有的快速响应性能,说明此结构双转子电机可有效提高转矩密度,减小转矩脉动,通过合理设计能满足HEV应用功率需求。 展开更多
关键词 永磁磁通切换电机 双转子电机设计 混合动力汽车 电磁性能 有限元方法
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