高速无轴承永磁电机设计与分析

高速电机具有高功率密度、能够减小设备体积与重量,可以直接驱动负载、提高传动效率,在航空航天、新能源、精密制造等领域具有广阔的应用前景。将无轴承永磁电机应用于高速驱动系统,在推导无轴承永磁电机数学模型基础上,提出了高速无轴承永磁电机设计方法。通过对一台额定功率2 300 W、额定转速8 000 r/min、调速范围0~60 000 r/min的高速无轴承永磁电机进行电磁和机械一体化设计,并采用有限元法对样机的电磁性能和动力学性能进行优化。仿真试验结果验证了所采用的设计方法的正确性。     

储能飞轮用大功率高速永磁同步电机电磁设计

储能飞轮用高速电机的工作状态包括电动机、发电机及空载三种。提高储能飞轮的能量转换效率、降低电机在各种运行状态的损耗成为其电磁设计的主要任务。从工程应用的角度,对储能飞轮用大功率高速永磁同步电机的绕组损耗、铁心损耗及涡流损耗进行了分析,重点分析了定转子间隙对转子构件涡流损耗的影响,同时提出了一种阶梯式转子永磁体结构,可满足永磁同步电机(PMSM)对空载反电动势的低谐波要求,并提出了转子护套材料的选取原则。最后通过一个算例介绍了电机的设计分析及性能参数的计算。     

四相聚磁型无源转子横向磁通永磁电机交直轴电感及电磁转矩分析

以一种新型四相聚磁型无源转子横向磁通永磁电机为研究对象,基于三维有限元法,利用4/2变换公式计算出不同工况下电机的交、直轴电感大小,并深入分析其变化规律和影响因素。在此基础上,利用得到的电感数据,计算出不同电流控制角下的电磁转矩,并与仿真数据相比较,总结其变化规律。研究结果为该类电机的设计分析和控制方法提供了一定的参考依据。     

一种新型Halbach阵列永磁振动发电机的设计与输出特性分析

给出了一种永磁振动发电机感应电动势的计算公式,设计了一种新型Halbach阵列永磁振动发电机,机体两侧分别固定了两组永磁体,内部6个线圈串联。采用有限元法,与普通Halbach阵列和传统永磁振动发电机进行了对比分析,新型Halbach阵列的应用大幅度提升了振动发电机的性能。正弦规律振动的振源频率为10 Hz,振幅为3 mm时,新型振动发电机的最大输出功率为355.85 mW,开路电压有效值为6.402 9 V。最后,对线圈相对永磁体的位置进行了优化,最大输出功率达到了414.81 mW,进一步提升了16.57%,此时开路电压有效值为7.036 6 V。     

基于灰色预测理论的永磁容错电机驱动系统缺相故障诊断策略

由于电机所处环境恶劣,容易发生缺相（通常指绕组开路）故障,且传统的电流检测法计算复杂、诊断速度慢,可能出现误诊断的情况,在传统电流检测法的基础上,提出了基于灰色预测的永磁容错电机驱动系统缺相故障诊断策略。通过理论分析和仿真软件验证,证明了所提出的诊断策略与传统电流检测法相比,开路故障的诊断速度更快、诊断精度更高,且在电机转速、转矩发生突变时,也可以有效避免误诊断的发生。     

电力作动器中永磁容错电机及其控制系统的发展

 详细分析了电力作动器中永磁电机及其控制系统的不同容错方案,并进行了总结比较,指出了各个方案的优缺点。同时建立了六相十极永磁容错电机的有限元仿真模型,利用有限元矢量磁位法对该模型进行了静态和瞬态电磁场的仿真分析。通过有限元计算表明,发生断路或短路相的电枢绕组对其他相绕组几乎没有电磁影响,因此,六相十极永磁容错电机具有很强的磁隔离和故障隔离能力。     

传动比和转速对永磁齿轮传动特性的影响研究

介绍了一种径向调制永磁齿轮,运用有限元技术,通过变更仿真条件中的传动比和转速,并对仿真结果中的输出转矩和传动效率进行分析,从而获得传动比和转速对输出转矩和传动效率的影响规律。结果表明,随着传动比的增大,输出转矩呈二次曲线规律变化,而传动效率则呈减小趋势;相同传动比下,随着主动转子转速的增大,输出转矩和传动效率均呈减小趋势;提出了以传动效率η为目标值的等效率曲线概念,得到了η=90%时的等效率曲线i～n₁(i和n₁分别代表传动比和主动转子转速),当n₁和i的交点位于等效率曲线下方时,即可满足η> 90%。     

航天钐钴永磁直流电动机

阐述了导弹用高功率／重量比直流电动机的电磁设计和结构设计。电磁设计的重点在于电磁参数的确定和分级优化确定转子及磁钢的尺寸；结构设计的重点在于磁钢的固定和绕组端部的固定，经样机和小批生产均取得极为满意的结果。     

从“跟踪”转进为“跨越” 中国科技发展的新战略

中国之民用与军事科技，早年大幅落后美、欧科技先进国家，中国为了迎头赶上，数十年来持续大力倡导自力研究发展，“跟踪”欧、美先进国家全力追赶、其科技水准虽然仍然较先进国家落后，但已有明显的进步与大量的具体成果；另一方面，中国则利用各种途径，从科技先进国家获取民用与军事科技，使事半功倍地加速提升其科技能力。