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分数槽Halbach永磁直线同步电机磁场解析计算 被引量:3
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作者 师宇飞 汪旭东 +1 位作者 许孝卓 封海潮 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2017年第12期1619-1623,共5页
分数槽Halbach永磁直线同步电机(fractional-slot Halbach permanent magnet linear synchronous motor,FH-PMLSM)的次级永磁体采用Halbach阵列,初级绕组采用端部不重叠的集中绕组,与常规的分数槽永磁同步直线电机相比,具有推力密度大... 分数槽Halbach永磁直线同步电机(fractional-slot Halbach permanent magnet linear synchronous motor,FH-PMLSM)的次级永磁体采用Halbach阵列,初级绕组采用端部不重叠的集中绕组,与常规的分数槽永磁同步直线电机相比,具有推力密度大、损耗小等优点,适用于长行程、大推力驱动场合。文章在Halbach永磁阵列的电流密度等效基础上,对16极15槽FH-PMLSM建立分层解析模型,利用矢量磁位和边界条件推导出气隙区域、齿槽和永磁体区域磁场的解析公式,并结合分布式卡式系数分析FH-PMLSM励磁磁场的分布,进一步对不同气隙长度的FH-PMLSM的电磁推力进行计算。结果表明:解析计算与有限元计算的磁场结果基本吻合,验证了该解析方法的正确性,为分数槽Halbach永磁同步直线电机的工程分析和优化设计提供了依据。 展开更多
关键词 halbach永磁直线同步电机 分层解析模型 分数槽集中绕组 分布卡式系数 场计算
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磁浮列车空心Halbach永磁直线同步电机的力角特性分析
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作者 王永刚 张丽 +1 位作者 杨君 崔玉萌 《铁道机车车辆》 北大核心 2021年第1期26-32,共7页
介绍了中速磁悬浮列车牵引需求分析,选定直线电机类型及设计方案。通过建立面电流模型,给出中速磁悬浮列车空心Halbach永磁直线同步电机的具体参数设计。再通过分析不同极距、不同尺寸边长、端部效应对电机推力的影响,初步验证电机尺寸... 介绍了中速磁悬浮列车牵引需求分析,选定直线电机类型及设计方案。通过建立面电流模型,给出中速磁悬浮列车空心Halbach永磁直线同步电机的具体参数设计。再通过分析不同极距、不同尺寸边长、端部效应对电机推力的影响,初步验证电机尺寸参数的合理性。最后通过牵引仿真计算和模型车牵引试验结果论证该电机满足列车牵引需求,为今后中速磁悬浮列车直线电机的设计及制造提供可参考性资料具有重大意义。 展开更多
关键词 中速悬浮列车 halbach阵列 空心线圈 直线同步电机 端部效应 面电流模型
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永磁直线同步电机Halbach阵列电磁激振力建模 被引量:1
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作者 许金 杨归 +1 位作者 李明珂 张逸超 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2023年第5期46-51,共6页
为实现永磁同步直线电机Halbach阵列电磁激振力的精确计算,首先建立了考虑边端效应的伪周期电磁场子域解析模型,对永磁阵列电磁特性进行精确刻画;然后,基于永磁体磁能分布原理修正相互作用磁能表征式,继而推导出基于局部虚功位移法永磁... 为实现永磁同步直线电机Halbach阵列电磁激振力的精确计算,首先建立了考虑边端效应的伪周期电磁场子域解析模型,对永磁阵列电磁特性进行精确刻画;然后,基于永磁体磁能分布原理修正相互作用磁能表征式,继而推导出基于局部虚功位移法永磁体电磁激振力计算公式;最后,通过有限元验证了永磁阵列电磁场模型,并通过堵驻推力试验间接验证了电磁激振力计算的精确性。 展开更多
关键词 halbach永磁直线同步电机 激振力 堵驻推力试验
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航空飞行器用300 kW高速永磁同步电机优化设计 被引量:4
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作者 魏嘉麟 王又珑 +2 位作者 温旭辉 陈晨 李文善 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1363-1373,共11页
航空飞行器用高速永磁同步电机损耗密度高、散热条件差,脉宽调制电压供电产生的损耗可能会导致显著的温升,加剧Halbach磁体的退磁风险,影响电机的安全运行。针对上述问题,提出基于Nelder-Mead法的高速永磁同步电机多目标优化设计方法,... 航空飞行器用高速永磁同步电机损耗密度高、散热条件差,脉宽调制电压供电产生的损耗可能会导致显著的温升,加剧Halbach磁体的退磁风险,影响电机的安全运行。针对上述问题,提出基于Nelder-Mead法的高速永磁同步电机多目标优化设计方法,以电机损耗和温升为优化目标,使用场路耦合有限元分析法和解析法计算电机在T型三电平变流器供电下的损耗,进而计算电机温升。根据寻优算法搜索最优设计区域,获得优化设计方案。分析Halbach磁体内的磁密分布和涡流损耗,对磁体进行优化设计,从而抑制退磁和损耗。设计并制造一台300 kW、30000 r/min高速永磁同步电机,仿真和实验结果表明,新提出的设计方法能够快速实现多目标寻优,并有效抑制退磁。 展开更多
关键词 航空飞行器 高速同步电机 halbach Nelder-Mead法 多目标优化 场路耦合
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表面式永磁直线同步电机初始位置检测方法 被引量:9
5
作者 陆华才 徐月同 +1 位作者 杨伟民 陈子辰 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期835-838,共4页
由于表面式永磁直线同步电机没有凸极性,当无位置传感器控制时,检测动子初始位置非常困难.利用绕组电感饱和效应,即由于磁路饱和引起的电感随动子位置角变化的规律,检测表面式永磁直线同步电机动子的初始位置.给电机施加相同幅值、不同... 由于表面式永磁直线同步电机没有凸极性,当无位置传感器控制时,检测动子初始位置非常困难.利用绕组电感饱和效应,即由于磁路饱和引起的电感随动子位置角变化的规律,检测表面式永磁直线同步电机动子的初始位置.给电机施加相同幅值、不同相位的电压矢量,考虑绕组电感饱和效应,当电压矢量相位和动子位置一致时,直轴电流响应最大.通过观测直轴电流响应的最大值,即可估计电机初始位置.这种估计方法不受电机参数的影响,也无须增加任何硬件.实验表明,给电机注入可控的电压矢量,利用绕组电感饱和效应,可以估计出动子初始位置,估计精度能够满足永磁直线同步电机平稳启动的要求. 展开更多
关键词 表面式直线同步电机 饱和效应 初始位置
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分段初级永磁直线同步电机提升系统失电保护分析 被引量:7
6
作者 司纪凯 陈昊 +2 位作者 袁世鹰 汪旭东 焦留成 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期826-830,共5页
采用有限元法结合运动系统的能量解析式对分段初级永磁直线同步电机(PMLSM)垂直提升系统的失电保护过程的几个阶段进行分析,其实质是PMLSM三相绕组短路时的发电制动过程.上升过程中失电,制动过程可分为3个阶段:减速上行、加速下行、匀... 采用有限元法结合运动系统的能量解析式对分段初级永磁直线同步电机(PMLSM)垂直提升系统的失电保护过程的几个阶段进行分析,其实质是PMLSM三相绕组短路时的发电制动过程.上升过程中失电,制动过程可分为3个阶段:减速上行、加速下行、匀速下行.在这3个阶段中,流过电机绕组的电流和动子速度变化很大,变化程度由负载大小、绕组阻抗及动子永磁体产生的磁场强度等决定.电流和速度的仿真和试验结果验证了失电保护过程分析的正确性. 展开更多
关键词 直线同步电机(PMLSM) 提升系统 失电保护
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径向充磁圆筒永磁直线同步电机磁场分析 被引量:5
7
作者 赵镜红 张晓锋 +1 位作者 张俊洪 高嵬 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期989-993,共5页
针对径向充磁圆筒永磁直线同步电机,介绍了一种基于圆柱坐标标量磁位的分离变量法的磁场解析计算方法,并对大气隙无槽电机的气隙磁场分布进行了理论分析,得出气隙磁场轴向和径向磁场分布的解析结果.对有槽电机引入卡特系数,得出了修正... 针对径向充磁圆筒永磁直线同步电机,介绍了一种基于圆柱坐标标量磁位的分离变量法的磁场解析计算方法,并对大气隙无槽电机的气隙磁场分布进行了理论分析,得出气隙磁场轴向和径向磁场分布的解析结果.对有槽电机引入卡特系数,得出了修正的解析结果表达式,解析计算了电机的推力.利用有限元分析法,对磁场和推力计算结果进行了验证.结果表明,该电机气隙磁场的解析法和有限元法的计算结果误差很小,从而验证了标量磁位分离变量法计算气隙磁场及解析计算推力的正确性和实用价值. 展开更多
关键词 径向充 圆筒直线同步电机 圆柱坐标的标量 分离变量法 有限元
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基于BP神经网络的永磁直线同步电机齿槽力预估器 被引量:5
8
作者 邵波 曹志彤 +1 位作者 陈宏平 何国光 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第7期1281-1284,共4页
为了减小永磁直线同步电机(PMLSM)齿槽力的波动,采用二维电磁场有限元方法,结合动态分网来描述PMLSM定、动子间的相对运动.考虑非线性磁饱和的影响,对槽形尺寸、斜槽、闭口槽、气隙、分数槽等影响下的齿槽力进行了分析.计算结果表明,分... 为了减小永磁直线同步电机(PMLSM)齿槽力的波动,采用二维电磁场有限元方法,结合动态分网来描述PMLSM定、动子间的相对运动.考虑非线性磁饱和的影响,对槽形尺寸、斜槽、闭口槽、气隙、分数槽等影响下的齿槽力进行了分析.计算结果表明,分数槽是有效减小PMLSM齿槽力波动的重要措施.将模拟计算得到的槽形、气隙对齿槽力波动的影响作为神经网络的训练样本,结合动量法和自调节学习规则,构建了基于BP神经网络的齿槽力预估器.通过该预估器,可以在PMLSM设计阶段对槽形尺寸、气隙大小进行合理的选择. 展开更多
关键词 直线同步电机 有限元方法 齿槽力 分数槽 神经网络预估器
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永磁直线同步电机矢量控制模型及仿真的研究 被引量:7
9
作者 朱晓东 曾庆山 +1 位作者 王茜 焦留成 《煤矿机械》 北大核心 2006年第3期417-419,共3页
针对永磁直线同步电机(PMLSM)的特点,建立PMLSM在dq两相坐标系下的数学模型,在SIMULINK环境下构建了PMLSM的矢量控制仿真模型并进行了封装,使之能够方便、有效地在SIMULINK下直接和其他模块连接使用。通过对PMLSM矢量控制模型的仿真实验... 针对永磁直线同步电机(PMLSM)的特点,建立PMLSM在dq两相坐标系下的数学模型,在SIMULINK环境下构建了PMLSM的矢量控制仿真模型并进行了封装,使之能够方便、有效地在SIMULINK下直接和其他模块连接使用。通过对PMLSM矢量控制模型的仿真实验,表明了该模型的正确性。 展开更多
关键词 直线同步电机 矢量控制模型 仿真 SIMULINK
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永磁直线同步电机暂态建模及起动过程仿真 被引量:3
10
作者 司纪凯 汪旭东 +1 位作者 焦留成 袁世鹰 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期819-823,共5页
提出一种建立永磁直线同步电机(PMLSM)暂态数学模型的方法;采用电机绕组函数理论导出PMLSM三相绕组函数;基于对电机暂态过程气隙磁力线形状的假设,提出初、次级复合气隙磁导系数函数和瞬时电感表达式,建立了PMLSM的暂态数学模型,并对电... 提出一种建立永磁直线同步电机(PMLSM)暂态数学模型的方法;采用电机绕组函数理论导出PMLSM三相绕组函数;基于对电机暂态过程气隙磁力线形状的假设,提出初、次级复合气隙磁导系数函数和瞬时电感表达式,建立了PMLSM的暂态数学模型,并对电机的起动过程进行了仿真.该模型较好地考虑了开槽效应、电感参数随电机动子位移及初始位置的变化、端部半填槽等因素.对凸极式永磁直线同步电机及其它电机同样适用. 展开更多
关键词 直线同步电机 暂态数学模型 绕组函数 气隙导系数
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永磁直线同步电机非线性模型的建立及稳态特性分析 被引量:4
11
作者 司纪凯 汪旭东 +2 位作者 袁世鹰 马星河 陈昊 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期343-348,共6页
采用解析-有限元混合法获得单初级PMLSM稳态运行时的磁场分布,利用后处理的磁链数据作为PMLSM磁链模型的非线性回归分析样本;采用支持向量机实现对磁链的非线性函数的逼近,改变PMLSM运行工况检验非线性磁链模型的正确性,采用此模型研究P... 采用解析-有限元混合法获得单初级PMLSM稳态运行时的磁场分布,利用后处理的磁链数据作为PMLSM磁链模型的非线性回归分析样本;采用支持向量机实现对磁链的非线性函数的逼近,改变PMLSM运行工况检验非线性磁链模型的正确性,采用此模型研究PMLSM的稳态特性,并对结果进行定性分析,给出合理的解释。在此非线性模型的基础上经过扩展可以得到多初级分段永磁直线同步电机模型。 展开更多
关键词 直线同步电机(PMLSM) 非线性模型 稳态特性 解析一有限元混合法 支持向量机
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圆筒永磁直线同步电机推力计算 被引量:2
12
作者 赵镜红 张晓锋 张俊洪 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2010年第3期60-63,共4页
针对轴向磁化圆筒永磁直线同步电机,提出了一种基于圆柱坐标的洛仑磁力体积分解析计算电磁推力的方法,并利用该解析法对无槽和有槽电机的电磁推力进行了较详尽的分析计算,得出了解析计算结果。然后,利用有限元分析法,对该计算结果进行... 针对轴向磁化圆筒永磁直线同步电机,提出了一种基于圆柱坐标的洛仑磁力体积分解析计算电磁推力的方法,并利用该解析法对无槽和有槽电机的电磁推力进行了较详尽的分析计算,得出了解析计算结果。然后,利用有限元分析法,对该计算结果进行了验证。两种计算结果完全一致,证实了该解析计算方法的正确性,该方法计算结果不受积分路径选择的影响,计算精度较高。 展开更多
关键词 电机 直线同步电机 轴向充 推力 有限元
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垂直运行永磁直线同步电机的失步预防策略研究 被引量:3
13
作者 王福忠 袁世鹰 荆鹏辉 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期696-700,共5页
在对垂直运行永磁直线同步电机的力角特性分析的基础上,研究了供电频率和供电电压对该电机运行稳定性的影响,利用模糊控制理论,建立了基于模糊控制的垂直运行永磁直线同步电机的失步预防策略。该策略采用双模态模糊控制结构,以功角的稳... 在对垂直运行永磁直线同步电机的力角特性分析的基础上,研究了供电频率和供电电压对该电机运行稳定性的影响,利用模糊控制理论,建立了基于模糊控制的垂直运行永磁直线同步电机的失步预防策略。该策略采用双模态模糊控制结构,以功角的稳定余量为控制量,采用改变供电电压和改变电机运行速度的方法,预防该电机失步发生。实验结果表明,该策略能够有效地提高垂直运行的永磁直线电机运行的稳定性、安全性,并且能够达到预期的控制效果。 展开更多
关键词 直线同步电机 失步预防策略 稳定余量 双模态模糊控制
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永磁直线同步电机矢量控制系统建模与实现 被引量:5
14
作者 赵镜红 张俊洪 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2007年第4期73-76,89,共5页
针对永磁直线同步电机(PMLSM)的特点,建立PMLSM在dq两相坐标系下的数学模型。介绍了永磁直线同步电机矢量控制系统并给出了硬件和软件的设计思想。通过对控制电流以及电机位置的实验分析,验证了所研究的基于矢量控制的永磁直线同步电机... 针对永磁直线同步电机(PMLSM)的特点,建立PMLSM在dq两相坐标系下的数学模型。介绍了永磁直线同步电机矢量控制系统并给出了硬件和软件的设计思想。通过对控制电流以及电机位置的实验分析,验证了所研究的基于矢量控制的永磁直线同步电机矢量控制方法的有效性。 展开更多
关键词 直线同步电机 矢量控制模型 坐标变换
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基于模糊逻辑的直线永磁同步电机直接推力控制 被引量:7
15
作者 王华 邹积浩 《电子器件》 CAS 2007年第6期2280-2283,共4页
针对滞环DTC控制中转矩脉动大,效率低的问题,提出了动态生成定子参考磁链并基于模糊逻辑电压预测的DTC控制方法,建立了隐极式永磁直线同步电机推力直接控制的仿真模型,仿真及试验结果分析证实,与传统的DTC方法相比,稳态运行时的磁链、... 针对滞环DTC控制中转矩脉动大,效率低的问题,提出了动态生成定子参考磁链并基于模糊逻辑电压预测的DTC控制方法,建立了隐极式永磁直线同步电机推力直接控制的仿真模型,仿真及试验结果分析证实,与传统的DTC方法相比,稳态运行时的磁链、推力脉动得到明显的改善,且提高了系统的效率. 展开更多
关键词 直线同步电机 直接推力控制 最佳运行效率 参考
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内置U型永磁电机电磁优化及振动噪声抑制
16
作者 高锋阳 岳文瀚 +3 位作者 高建宁 徐昊 孙伟 吴银波 《哈尔滨工业大学学报》 北大核心 2025年第4期71-83,共13页
为提高内置U型永磁同步电机电磁性能及抑制电机低频振动噪声,提出一种U一型磁极结构并结合Halbach充磁方式、转子开槽的电机拓扑。首先,推导电机相关电磁性能表达式,分析定转子间气隙径向磁通密度、径向电磁力密度的低频振动和噪声波动... 为提高内置U型永磁同步电机电磁性能及抑制电机低频振动噪声,提出一种U一型磁极结构并结合Halbach充磁方式、转子开槽的电机拓扑。首先,推导电机相关电磁性能表达式,分析定转子间气隙径向磁通密度、径向电磁力密度的低频振动和噪声波动构成。其次,采用解析法与有限元法得到气隙径向电磁力时空分布,利用参数敏感度分析法、参数扫描法和响应面法对所选转子拓扑参数进行多目标优化并得到最优参数解。最后,将U一磁极结构空载反电动势、径向磁通密度、齿槽转矩、输出转矩、转矩脉动、径向电磁力密度、振动加速度和声压级与4种U型磁极结构进行对比分析;并结合电磁场、机械场和声场对U一型电机结构进行验证。结果表明,通过在U型磁极结构上增设一型磁极、改变充磁方式、dq轴开槽调制气隙磁场正弦度,使得电机齿槽转矩降低91.3%,空载反电动势提高53 V,输出转矩提高39.6%,气隙中径向电磁力波的各阶次谐波幅值均有所下降,各频率下定子总成振动加速度降低明显,电机周身声压级最大值处下降9 dB,下降率为10.1%。 展开更多
关键词 内置式同步电机(IPMSM) 低频振动噪声 halbach 场调制 多物理场耦合 频谱分析
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永磁直线同步电机的推力波动分析研究 被引量:4
17
作者 赵镜红 张俊洪 《武汉理工大学学报(交通科学与工程版)》 2007年第5期839-841,867,共4页
为改善永磁直线同步电机的控制性能,需要研究减小其推力波动的技术措施.文中对PM LSM推力波动的产生机理进行分析,指出关键是反电动势波形的正弦形,并进一步论述通过改善反电动势波形降低推力波动的有效措施是合理选择极弧系数与分数槽... 为改善永磁直线同步电机的控制性能,需要研究减小其推力波动的技术措施.文中对PM LSM推力波动的产生机理进行分析,指出关键是反电动势波形的正弦形,并进一步论述通过改善反电动势波形降低推力波动的有效措施是合理选择极弧系数与分数槽或分布绕组设计相配合.对理论进行了实验验证. 展开更多
关键词 直线同步电机 推力波动 反电动势
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ANSYS在低速永磁直线同步电机中的应用 被引量:2
18
作者 康润生 路银川 杨新伟 《煤矿机械》 北大核心 2006年第7期182-184,共3页
介绍了低速永磁直线同步电机(PMLSML)的基本结构和工作原理,应用有限元分析软件ANSYS,分析了低速永磁直线同步电机的磁场分布,计算了初级三相绕组的电感参数,提出了低速永磁直线同步电机的数学模型。
关键词 ANSYS 直线同步电机 低速
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永磁直线同步电机扰动观测器仿真研究 被引量:3
19
作者 赵镜红 张俊洪 《武汉理工大学学报(交通科学与工程版)》 2007年第2期224-227,共4页
永磁直线同步电机驱动系统没有机械阻尼、抗扰动性能差,为了抑制参数及负载变化对控制系统的影响,提高系统的跟踪精度,利用受控系统的反动态方程式来设计扰动观测器.将扰动观测器所产生的推力,前馈给比例-积分位置控制器增加系统的动态... 永磁直线同步电机驱动系统没有机械阻尼、抗扰动性能差,为了抑制参数及负载变化对控制系统的影响,提高系统的跟踪精度,利用受控系统的反动态方程式来设计扰动观测器.将扰动观测器所产生的推力,前馈给比例-积分位置控制器增加系统的动态响应,采用了扰动观测器和比例-积分位置控制器构建了控制系统.通过仿真与没有扰动观测器的比例-积分位置控制相比较,结果表明,该控制方法抑制外部扰动效果好,有效地提高了系统控制性能的响应. 展开更多
关键词 直线同步电机 扰动观测器 比例-积分
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内置式Halbach永磁同步电机的参数敏感度分层优化设计 被引量:9
20
作者 高锋阳 高建宁 +4 位作者 李明明 姚普 宋志翔 杨凯文 高翾宇 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期180-190,共11页
针对内置式永磁同步电机齿槽转矩和转矩脉动大引起的振动噪声问题,提出一种转子开辅助槽的内置式Halbach永磁同步电机结构。首先,计算电机电磁转矩、气隙磁密、齿槽转矩的解析函数,并建立电机仿真模型。其次,利用参数敏感度和中心复合... 针对内置式永磁同步电机齿槽转矩和转矩脉动大引起的振动噪声问题,提出一种转子开辅助槽的内置式Halbach永磁同步电机结构。首先,计算电机电磁转矩、气隙磁密、齿槽转矩的解析函数,并建立电机仿真模型。其次,利用参数敏感度和中心复合设计响应面相结合的分析方法对电机结构参数进行分层优化,两层分别采用最大最小蚁群算法和参数扫描法寻优。最后,将优化后的结构与相同永磁体体积的普通V型、倒三角型和倒三角开槽型3种电机的电磁性能进行对比。结果表明:所提出的内置式Halbach开槽型永磁同步电机在不损失电磁转矩的基础上,大幅度降低了齿槽转矩,抑制了转矩脉动,改善了气隙磁密和反电势波形的正弦度,有效提升了电机的电磁性能。 展开更多
关键词 内置式同步电机 转子辅助槽 halbach 参数敏感度分层 响应面法
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