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2014年小功率电机学术交流会

召开年：2014
召开地：广州
出版时间： 2014-05

主办单位：中国电工技术学会小功率电机专业委员会;中国电器工业协会分马力电机分会

会议文集：2014年小功率电机学术交流会论文集

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1.外转子轮毂电机电磁场与温度场的耦合求解分析
- 王晓远;贾珍珍;高鹏
- 《2014年小功率电机学术交流会》 | 2014年
摘要：轮毂电机是电动汽车驱动部分,永磁同步电机以其高功率密度、高效率而成为轮毂电机的最优选择之一.这就意味着对它的温度场的研究提出了更高的要求.本文为了获得比较精确的温度场仿真,根据有限元法对24极、额定功率为8.5kW的外转子永磁同步轮毂电机进行了电磁场与温度场的耦合仿真计算,研究了电机的发热以及电机内温度场分布情况,研究结果符合电机的温升规律.分析结果对研究轮毂电机的电磁场和温度场的分布有重要意义,对提高电机设计水平和精度具有一定参考作用.
2.无刷电励磁同步电动机的设计与仿真
- XU Jun;徐军;JIA Guanglong;贾广隆;ZHANG Fengge;张凤阁
- 《2014年小功率电机学术交流会》 | 2014年
摘要：无刷电励磁同步电机是一种新型交流电机,其电磁设计方法与普通交流电机存在较大差异.本文在分析无刷电励磁同步电动机基本电磁关系的基础上,对其设计方法进行了详细研究,利用有限元分析软件,分析了稳态性能,并计算出电动机的启动、牵入同步及其突加负载等动态特性,为电机的优化设计和最优控制提供了理论指导.
3.不同极槽配合对永磁同步电动机性能的影响
- LIU Jinghui;刘景辉;HUANG Kaisheng;黄开胜;CHEN Zhiyu;陈治宇
- 《2014年小功率电机学术交流会》 | 2014年
摘要：利用Maxwell有限元分析软件计算了8极24槽、36槽、48槽三台永磁同步电动机的空载永磁体磁场和额定负载时定子磁场的谐波含量并进行径向力波分析,分析了斜槽对整数槽电机齿槽转矩的影响和不同极弧系数和磁钢偏心距对磁场正弦畸变率的影响.分析和计算结果表明:相比分数槽电机,整数槽电机通过选择斜槽和合适的磁钢形状,可以更有效的减小电机的径向电磁力和齿槽转矩,为降低永磁同步电动机振动与噪声提供了理论依据.
4.用于压电作动器的无源可控电抗器
- LI Su-nan;李苏楠;LI Hua-feng;李华峰;ZHANG Ben-feng;张本锋
- 《2014年小功率电机学术交流会》 | 2014年
摘要：为实现压电作动器动态无功补偿的目的,本文提出了一种基于变压器的无源可控电抗器的新方案.通过对变压器T型等效电路的端口等效阻抗方程分析可知,当变压器负载阻抗变化时,变压器的等效并联感抗会发生变化,从而实现变压器一次侧阻抗可调.增加变压器原副边电感值,可以增加变压器的等效并联电阻,从而减小可控电抗器损耗.理论和实验结果证明此新方案的正确性.
5.新型无刷电励磁同步发电机的性能对比分析
- SONG Shuang;宋双;JIA Guanglong;贾广隆;ZHANG Fengge;张凤阁
- 《2014年小功率电机学术交流会》 | 2014年
摘要：针对目前传统电励磁同步发电机有电刷滑环结构导致电机可靠性、低性能指标差的问题,提出了一种定子新型无刷电励磁同步发电机.电机定子包括两套绕组:功率绕组、励磁绕组,励磁绕组为正弦分布.定子结构采用异型槽和类八边形冲片.基于上述结构,设计了一台新型磁阻短路型混合转子无刷电励磁同步发电机,对该电机的性能进行了分析,并与具有不同转子的同类电机进行了对比分析.结果说明采用所提出的结构可以使普通同步发电机的性能得到改善.
6.兆瓦级高速永磁电机三维稳态温度场分析
- 宋姝临;杜光辉;张凤阁
- 《2014年小功率电机学术交流会》 | 2014年
摘要：针对兆瓦级高速永磁电机损耗密度大、散热困难,且永磁体在高温下易发生不可逆退磁的问题,本文对一台ll20kW,18000rpm的高速永磁电机,提出了风冷与水冷相结合的冷却系统,并利用CFD软件建立了温度场计算的有限元模型.在此模型的基础上,得到了电机额定负载运行下的三维稳态温度场分布,并分析了风速、水速对电机不同部位温度的影响,总结了相应的规律,为高速电机的冷却系统设计与温度场计算提供了参考依据.
7.无接触式旋转变压器的设计及仿真优化
- Shen Xunhuan;沈训欢
- 《2014年小功率电机学术交流会》 | 2014年
摘要：介绍了无刷旋转变压器的基本结构和工作原理,采用有限元仿真软件Ansoft/Maxwell对所设计的旋转式耦合变压器和旋转变压器进行了独立的仿真分析,得出了电机的磁场分布图和输出电压波形,通过FFT谐波分析验证了两相输出的正弦性,为此种电机的优化设计提供了理论基础和依据.
8.三相异步电机多目标逆向优化系统的改进
- 周睿;李国丽;李志中;姜锟;方光辉
- 《2014年小功率电机学术交流会》 | 2014年
摘要：开发的三相异步电机多目标逆向优化系统,在用户反馈意见的基础上,对系统进行了改进,在保留原有八个优化变量的同时，增加了对优化变量的选取功能，通过算例对改进系统的效果进行验证，不仅保证了优化设计的主体功能，也满足了用户提出的一系列实际需求，同时，系统也通过程序的进一步优化在计算精度与速度方面进行了一定的提升.
9.直流电机电磁计算程序的设计
- 赵小敏;李国丽;王群京;周睿;姜锟;方光辉
- 《2014年小功率电机学术交流会》 | 2014年
摘要：直流电机因其具有良好的起动性能、优越的调速性能而被广泛应用.本文在介绍直流电机的结构特点及电磁计算的过程的基础上,用VC6.0编制了电磁计算程序,该程序适用于不同型号的直流电机的电磁计算,可以缩短电机设计的时间,提高计算效率.
10.双变流器馈电开绕组无刷双馈发电系统的建模与仿真
- 范士博;金石;朱连成;张凤阁
- 《2014年小功率电机学术交流会》 | 2014年
摘要：无刷双馈发电机因其无电刷滑环、坚固耐用、连接转差功率变流器等优点,特别适合应用于变速恒频发电领域.本文提出了一种新型开绕组无刷双馈风力发电机(OW-BDFG),介绍了其基本结构与工作原理.针对开绕组无刷双馈发电机的特点,设计了三种SVPWM控制策略,分别将这三种SVPWM策略控制应用到OW-BDFG变速恒频发电系统中,利用MATLAB/SIMULINK软件对发电系统的稳态性能进行仿真研究,并对仿真结果进行对比分析.仿真结果表明,开绕组无刷双馈风力发电机可以通过控制定子上控制绕组的电流频率来实现功率绕组发出电流的频率与电网频率相同.因此,这种新型发电机在风力发电领域具有很广阔的发展前景.
11.基于Maxwell的单相无刷直流电动机分析与设计
- CHEN Wen-min;陈文敏;HUANG Kai-sheng;黄开胜;HE Liang-yuan;何良远;YANG Yong;杨勇
- 《2014年小功率电机学术交流会》 | 2014年
摘要：以一款2000r/min、6极、200V、100W单相无刷直流电动机为例,给出了设计这种单相无刷直流电动机的思路,完成了电磁方案设计,并试制了样机,进行了有关性能测试.利用Ansoft/Maxwell建立了这款电动机的二维有限元仿真模型,对其静态和动态性能进行仿真.仿真结果与样机试验结果各项性能指标误差在8％以内,验证了仿真模型和仿真分析的准确性.
12.轴向多段式外永磁转子高速爪极电机损耗分析
- WEI Hanyang;魏瀚阳;LIU Guangwei;刘光伟;ZHANG Fengge;张凤阁;Bian Xueliang;边学良
- 《2014年小功率电机学术交流会》 | 2014年
摘要：本文提出并设计了一台应用于轴流式空气压缩机组中的轴向多段式外永磁转子高速爪极电机,实现了电机高速直接驱动.在对该种电机的结构特点以及运行机理进行综合分析的基础上,通过三维有限元电磁仿真软件对电机基本参数进行仿真分析,以验证电机设计的合理性.针对高频高速电机铁耗较大的问题,采用三个正交的交变磁化来近似等效旋转磁化的方法推导出一种新的铁耗计算模型,通过对不同的铁耗计算方法分析出的结果进行对比验证了该计算模型的准确性;同时针对电机高速运行的转子表面空气摩擦损耗较大的问题,对电机转速、转子表面粗糙度、轴向风速等影响空气摩擦损耗的因素进行了分析.本文研究工作对软磁复合材料的应用以及爪极电机的优化设计与分析具有一定的参考价值.
13.轴向磁场磁通切换型永磁电动机运行性能实验研究
- Pei Zhaogang;裴召刚;Lin Mingyao;林明耀
- 《2014年小功率电机学术交流会》 | 2014年
摘要：轴向磁场磁通切换型永磁(AFFSPM)电动机是一种面向电动汽车轮毂式直驱系统用的新型定子永磁型双凸极电机,其结构与工作原理不同于传统转子永磁型电机.该电机继承了传统轴向磁场电机与磁通切换电机的优点,具有轴向尺寸短,转子结构简单,功率密度高,永磁磁链与反电动势高度正弦等优点.为了研究AFFSPM电机不同控制策略下的空载及负载性能,搭建了基于TMS320F28123的驱动控制系统.论文针对AFFSPM电机进行了无刷直流控制、恒压频比控制与id=0矢量控制三种控制策略下的实验研究,并测取了三种控制策略下的电流有效值.实验研究表明,三种控制策略中基于id=0的矢量控制效率最高,相应铜耗最低.
14.电动汽车用大功率无刷直流电机槽口优化设计研究
- Wang Xiaoyuan;王晓远;JiaXv;贾旭
- 《2014年小功率电机学术交流会》 | 2014年
摘要：在不破坏反电动势梯形波的目标下,可利用响应面法(RSM)优化定子槽口偏移角度和槽口宽度抑制大功率无刷直流电机的齿槽转矩,从而减小电动汽车的低速转矩脉动.本文从理论上分析了无刷直流电机齿槽转矩的产生原因,并给出齿槽转矩的计算方法,以一台30kW、4极12槽的无刷直流电机为例,采用试验设计(DOE)方法得到齿槽转矩与定子槽口偏移角度、槽口宽度两个因素之间的数学模型,从而计算出使齿槽转矩最小的槽口偏移角度和槽口宽度最优解组合.最后通过有限元法(FEM)验证了所得结果的正确性.实验结果表明,无刷直流电机的齿槽转矩被有效减小了87％.
15.磁力联轴器的涡流损耗研究
- Zhang Yu;张毓;Wu Jian-hua;吴建华
- 《2014年小功率电机学术交流会》 | 2014年
摘要：磁力联轴器是一种通过永磁体的磁力将原动机与工作机联接起来的新型联轴器.本文建立磁力联轴器动态性能分析有限元模型,数值计算了磁力联轴器的涡流损耗,修正了磁力联轴器涡流损耗解析计算数学模型,提出一种简便有效的涡流损耗计算方法,实验验证了方法的有效性.针对影响涡流损耗的因素,提出了几种切实可行的减小涡流损耗的方法.
16.基于SVPWM技术的两相混合式步进电机位置跟踪伺服系统的仿真
- LIU Yuanjing;刘源晶;YANG Xiangyu;杨向宇;ZHAO Shiwei;赵世伟
- 《2014年小功率电机学术交流会》 | 2014年
摘要：本文介绍了基于三环PI控制的两相混合式步进电机位置跟踪伺服系统,详细探讨了基于H桥驱动的两相SVPWM控制策略.针对传统的两相SVPWM控制策略所存在的问题,提出了一种改进的SVPWM控制策略,该策略引入零电压矢量,并将降损开关模式应用于两相SVPWM控制中.最后通过Matlab/Simulink进行仿真研究,仿真结果验证了改进后的SVPWM控制策略的优越性.
17.无刷直流直线电机定点控制研究
- Aimin Liu;刘爱民;Xin Lin;吕志荣;Yaru Liang;张金华
- 《2014年小功率电机学术交流会》 | 2014年
摘要：鲁棒L2控制是用一个结构和参数固定不变的控制器,保证在不确定性对系统影响最严重的情况下,也能满足系统性能要求的控制方法.同时,这也是鲁棒L2控制的突出特点.由于无刷直流直线电机(BLIDCLM)数学模型具有非线性的特点,对直线电机有针对性的引入非线性控制则可以抑制扰动和实现对输入指令的准确跟踪.本文提出针对具有变化负载和驱动增益变量的BLIDCLM的定位控制,并进行了鲁棒L2控制器的设计.运用MATLAB/SIMULINK仿真,其结果证明了方案的合理性、有效性.
18.基于c++的永磁同步电机的设计
- 李国丽;司伟;王群京;周睿;方光辉;姜昆
- 《2014年小功率电机学术交流会》 | 2014年
摘要：为解决永磁同步电机电磁设计中查表工作复杂、耗时长的问题,利用C++编写程序,对同步电机磁路法设计过程进行编程,并利用有限元软件Ansoft对设计结果加以验证.
19.基于ANSOFT的表贴式永磁电机齿槽转矩的优化设计
- ZHANG Xue-cheng;张学成;YANG Xiang-yu;杨向宇;ZHAO Shi-wei;赵世伟
- 《2014年小功率电机学术交流会》 | 2014年
摘要：在永磁电机设计中,由于永磁体和有槽电枢铁心的相互作用,会产生齿槽转矩,引起振动和噪声,影响电机的性能发挥.对于表贴式永磁电机,影响其齿槽转矩大小的因素有很多,本文用Ansoft Maxwell 2D软件对其进行建模,并结合遗传算法,对其极弧系数、永磁体厚度和极弧偏置等参数的进行优化组合,最后对齿槽转矩的优化结果进行了仿真验证.
20.高功率密度电机水冷系统的研究
- HE Wei-chao;和伟超;WU Jian-hua;吴建华
- 《2014年小功率电机学术交流会》 | 2014年
摘要：针对高功率密度电机的温升问题,研究了一种高效的水冷结构.基于流体力学和传热学基本理论,以减小流阻和增大对流换热为目标,对该结构进行水路优化.在此基础上描述了水冷系统的进水量与电机温升的关系模型,以便确定最佳进水量.最后通过有限元仿真对输出信号做出的FFT谐波分析，利用畸变率THD值验证了输出信号的正弦性。
21.永磁无刷直流电机的控制技术研究综述
- Chen Huafeng;陈华锋;Lin Mingyao;林明耀;Bai Yuqing;白玉庆
- 《2014年小功率电机学术交流会》 | 2014年
摘要：本文介绍了反电动势过零检测法和反电动势积分法等永磁无刷直流电机的无位置传感器控制方法,分析了它们的基本原理、优缺点等,并对它们的特性作了比较.最后,对无刷直流电机的转矩脉动抑制方法作了探讨.
22.基于传递法的电机转矩测量分析
- ZENG Jianmin;曾建敏;YANG Xiangyu;杨向宇
- 《2014年小功率电机学术交流会》 | 2014年
摘要：转矩是电机械的重要工作参数,它关系到机械设备的寿命和安全性,对改进和提高机械性能有着重要作用.所以对转矩进行测量掌握其现时数据是很有必要的.本文首先介绍了传递法转矩测量的原理,然后讨论了6种基于不同传感器的转矩测量方法,并逐一解析其基本的工作原理,基于其优缺点对该种转矩测量方法的优劣进行讨论.