磁通切换

摘要： 针对传统分块转子磁通切换发电机在低励磁电流时,空载电动势过轴线对称且正负半周期幅值不相等的问题。提出了一种在定转子上增加气隙磁障的方法以削弱空载电动势中的谐波,改善电动势波形的方法,并且利用电机学公式从理论上分析了其谐波削弱的原理。通过有限元仿真软件对新型分块转子磁通切换发电机静态特性进行了分析,包括磁场分布、空载电动势、磁链等。仿真结果表明,优化后电机空载电动势的电压波形正弦性畸变率降低了83.1%。

摘要： 在传统磁通切换直线电机的基础上,提出了一种可用于轨道交通的横向磁场磁通切换电励磁磁悬浮直线电机(TMFFSEEMSLM)。研究TMFFSEEMSLM的结构与运行原理,该电机的定子为U形磁极,动子为双H形并通过横梁连接,产生横向磁通进行导向,电枢绕组和励磁绕组均位于电机短初级上实现磁通切换,次级仅由导磁铁心构成,电励磁实现气隙磁场调节,极大地降低了远距离轨道交通的制造成本,磁悬浮使电机的初级和次级实现无摩擦运动;建立该磁悬浮直线电机的数学模型,推导电压、磁链方程以及悬浮力、电磁推力和导向力的解析表达式;建立电机的三维有限元模型,分析电机的磁场分布及其电磁参数,对电机的悬浮力、电磁推力、导向力进行仿真,研究结果验证了电机结构的可行性,可以实现牵引、悬浮与导向的一体化。

摘要： 有铁心永磁直线电机由于齿槽、边端效应及电枢电流谐波等,不可避免地会产生较高的电磁推力波动,电磁推力波动直接影响直线电机运行精度和平稳性。该文对具有磁路互补特征的横向磁通切换直线电机展开电磁推力特性研究,通过等效磁路法分析其磁场分布规律,得出该电机次级具有等磁位的电磁特性;基于气隙磁动势-磁导分析方法,揭示互补磁路条件下,该有铁心电机消除齿槽推力波动,实现有铁心电机无齿槽效果的机理;基于该电机磁场分布特征,建立其许-克变换气隙磁场计算模型,提出定位力、电枢绕组磁阻力及永磁推力等电磁推力快速准确的计算方法,获得该电机各电磁推力特性;对样机进行了空载感应电动势和电磁推力的测试实验,对比实验和仿真结果,验证了理论分析模型及计算方法的有效性和准确性。

摘要： 无轴承磁通切换电机因转子结构简单、热退磁风险低等优点日益受到学界关注.以磁通切换电机无轴承运行为研究目标,在建立12/10结构磁通切换电机悬浮力模型的基础上,将直接转矩控制思想移植到无轴承磁通切换电机悬浮力控制策略中,从理论上推导直接悬浮力控制策略适用于该电机类型的可行性.最后在一台原理样机上通过实验验证直接悬浮力控制的正确性.

摘要： 研究了用于磁悬浮列车牵引系统的混合励磁磁通切换直线磁悬浮电动机(HEFSLMSM).该电动机的永磁体、励磁绕组以及电枢绕组均位于初级短动子上,而次级长定子仅由导磁铁心构成,适合于长定子磁悬浮列车的应用场合,结构简单、价格低廉、坚固耐用,可大大降低系统成本.通过研究HEFSLMSM磁悬浮运行原理,建立HEFSLMSM的磁链方程、电压方程,并且根据磁链方程和电压方程推导出磁悬浮力和电磁推力的数学模型.对电动机静态特性以及电磁力进行有限元计算,结果验证了该电动机磁悬浮运行的可行性.

摘要： 结合有限元法和现代启发式优化算法的电机全局优化设计计算成本昂贵,开发周期长.基于代理模型的优化(SBO)算法能有效解决此类优化耗时长的问题.SBO算法采用加点准则来平衡局部开发和全局搜索,以达到优化目标全局最优的结果.该文提出一种改进型SBO算法,采用新的加点准则,充分利用计算机并行运算能力,提高收敛速度.改进型SBO算法通过测试函数的验证,并应用于优化一台磁通切换永磁直线电机.加工制造的样机验证了仿真计算和优化算法的正确性.

摘要： 磁通切换型永磁电机是一种新型结构的定子永磁型双凸极无刷电机,克服了传统转子永磁型电机的诸多缺点,具有较好的应用前景.本文采用有限元方法首先提取了空载情况下磁通切换型永磁电机关键位置的磁密变化情况,分析并计算了磁通切换永磁电机的铁耗,在此基础之上,建立了不同工况下的铁耗等效电阻模型,并给出了相应的仿真结果,为后续该电机的进一步精确建模奠定了理论基础.

摘要： 在电驱系统轻载的情况下,为提升运行效率,要针对九相FSPM电机给出一种主动缺相方案.具体而言,本文结合各种功率要求,依据运行绕组系统,基于各种绕组组合状态,获取最大运行效率,以供相关工作人员借鉴分析.

摘要： 针对传统磁通切换永磁电机稀土材料用量高、永磁磁场调节困难的问题,提出了新型的C-core(C型铁心)式和E-core(E型铁心)式双定子多励磁源磁通切换(Dual-Stator Multi-Excitation Flux-Switching Permanent Magnet,DSME-FSPM)电机结构,分析了该类DSME-FSPM电机的结构特点及其工作原理,比较两种电机的空载特性、转矩能力、抗退磁能力以及电机调磁性能,并分析DSME-FSPM电机转子结构的离心应力与最大形变等机械性能.研究表明,C-core式DSME-FSPM电机具有较好的电磁性能与调磁性能,稳定性强,具有电动汽车驱动领域的潜在应用价值.

摘要： 本发明公开了一种混合永磁磁极交替式磁通切换型记忆电机及其绕组切换弱磁控制方法。包括凸极的转子和定子铁心，定子包含定子铁心、铝镍钴永磁体、钕铁硼永磁，集中式电枢绕组以及脉冲调磁绕组。相邻两个外层“U”形单元的铁心边与切向充磁长条形钕铁硼永磁构成第一永磁磁极，而沿圆周方向朝内(或外)平行充磁的“V”形内嵌式铝镍钴永磁体与内层“U”形单元构成第二永磁磁极，混合磁极极性交替分布。脉冲调磁绕组在电机低速运行时为直流脉冲工作状态；而在高速弱磁区时转换为交流电枢绕组。本发明能够同时满足低速区及高速区的性能要求，低矫顽力铝镍钴永磁体受电枢反应磁场影响小，同时永磁利用率、转矩密度和系统运行的可靠性高。

摘要： 本发明公开了一种定/转子永磁型变磁通轴向磁通切换永磁发电机，包括依次同轴安装的第一转子、第一定子、第二转子、第二定子、第三转子，第一转子与第三转子、第一定子与第二定子均关于第二转子的中心对称，第一转子、第一定子、第二转子、第二定子、第三转子均为凸极结构，由于铝镍钴永磁体矫顽力低，施加不同的脉冲电流改变铝镍钴永磁体磁化大小和方向，永磁体磁化水平可以被改变并被记忆，通过调节脉冲电流的方向和大小实现电机气隙磁场的灵活可控。此外，脉冲绕组只在非常短的时间内施加充、去磁电流，几乎没有励磁铜耗，解决了现有轴向可变磁磁通切换永磁发电机功率/转矩密度不够高的问题。

摘要： 本发明公开了一种混合永磁磁极交替式磁通切换型记忆电机及其绕组切换弱磁控制方法。包括凸极的转子和定子铁心，定子包含定子铁心、铝镍钴永磁体、钕铁硼永磁，集中式电枢绕组以及脉冲调磁绕组。相邻两个外层“U”形单元的铁心边与切向充磁长条形钕铁硼永磁构成第一永磁磁极，而沿圆周方向朝内(或外)平行充磁的“V”形内嵌式铝镍钴永磁与内层“U”形单元构成第二永磁磁极，混合磁极极性交替分布。脉冲调磁绕组在电机低速运行时为直流脉冲工作状态；而在高速弱磁区时转换为交流电枢绕组。本发明能够同时满足低速区及高速区的性能要求，低矫顽力铝镍钴永磁受电枢反应磁场影响小，同时永磁利用率、转矩密度和系统运行的可靠性高。

摘要： 本发明公开了一种定子聚磁式磁通切换横向磁通永磁风力发电机，包括定子机构、转子机构、非导磁材料定子套筒和轴承。定子机构包括N个双U型定子铁心、N个嵌在U型结构中的永磁体和环形电枢绕组，其中N≥2，每相圆周方向相邻的永磁体磁极方向相对，两个U型槽中分别放置两组反向串联的电枢绕组；转子机构由N个转子铁心组成，沿圆周方向均匀分布在非导磁材料圆筒的外侧，每相相邻的转子铁心沿轴向左右交错间隔排列。本发明的定子U型铁心内嵌永磁体，且圆周方向相邻的永磁体磁化方向相反，结合相邻转子铁心左右对称排列的结构特点，可以实现磁通切换的功能，避免永磁体无效工作区，提高了电机永磁体的利用率，提高了电机的功率密度。

摘要： 本发明为一种轴向磁场磁通切换式横向磁通永磁电机，该电机包括多个单相电机模块，多个单相电机模块采用同轴径向嵌套和/或同轴轴向组合，不同相单相电机模块之间相互错开电角度；每单相电机模块为单定子单转子结构或单定子双转子结构或双定子单转子结构；每个单相电机模块均包括异型定子铁心、异型永磁体、转子、电枢绕组；M个异型定子铁心与M个异型永磁体沿周向交替排列构成磁通切换式圆环结构的定子，在圆环结构上存在环形凹槽，环形凹槽内安装电枢绕组；所述转子采用轴向磁场盘式结构，每个转子包括带有通孔的转子轭和转子凸极。该电机的永磁体设置在电机定子上，同时采用轴向磁通的构造方式，使得电机转矩密度得以提高。

摘要： 本发明公开了一种定/转子永磁型变磁通轴向磁通切换永磁发电机，包括依次同轴安装的第一转子、第一定子、第二转子、第二定子、第三转子，第一转子与第三转子、第一定子与第二定子均关于第二转子的中心对称，第一转子、第一定子、第二转子、第二定子、第三转子均为凸极结构，由于铝镍钴永磁体矫顽力低，施加不同的脉冲电流改变铝镍钴永磁体磁化大小和方向，永磁体磁化水平可以被改变并被记忆，通过调节脉冲电流的方向和大小实现电机气隙磁场的灵活可控。此外，脉冲绕组只在非常短的时间内施加充、去磁电流，几乎没有励磁铜耗，解决了现有轴向可变磁磁通切换永磁发电机功率/转矩密度不够高的问题。

摘要： 本发明公开了一种分段转子式混合励磁磁通切换电机及调磁方法。所述电机包括定子轭、永磁体、励磁绕组、电枢绕组、分段转子和不导磁套筒。定子轭为12齿结构，由励磁齿和电枢齿交错放置而成。永磁体位于励磁齿中，一面与转子相对，两边存在导磁桥；电枢绕组和励磁绕组均为集中式绕组，分别缠绕在电枢齿和励磁齿上；分段转子位于不导磁套筒中，使整个转子形成圆柱体结构。永磁体两边的导磁桥为励磁绕组产生的电励磁磁场提供了回路，使得永磁磁场依次经永磁体、定子轭、气隙、分段转子后闭合，电励磁磁场经定子轭、气隙、分段转子后闭合，通过调节励磁绕组电流即可实现宽范围调磁。本发明具有较宽的调磁范围和良好的容错能力，风阻油阻小，适用于高速航空领域。

摘要： 本发明公开了一种多齿磁桥式混合励磁磁通切换电机，永磁体、电枢绕组、单相励磁绕组安置在定子上，定子齿数为永磁体块数的4倍，转子部分为凸极，转子上既无绕组也无永磁体，结构简单、坚固。气隙磁场由励磁绕组产生的电励磁磁场和永磁体产生的磁场共同构成，通过改变励磁电流大小和方向来调节气隙磁场，从而提高电机的转速运行范围和弱磁能力。电励磁磁力线经由永磁体顶部的铁心连接磁桥闭合，有利于减小电励磁安匝数。本发明励磁绕组和永磁体在空间上是并联结构，相磁通呈双极性，磁链变化幅值大，具有较高的转矩输出能力和功率密度，适合于低速直趋应用场合。

摘要： 本实用新型为一种轴向磁场磁通切换式横向磁通永磁电机，该电机包括多个单相电机模块，多个单相电机模块采用同轴径向嵌套和/或同轴轴向组合，不同相单相电机模块之间相互错开电角度；每单相电机模块为单定子单转子结构或单定子双转子结构或双定子单转子结构；每个单相电机模块均包括异型定子铁心、异型永磁体、转子、电枢绕组；M个异型定子铁心与M个异型永磁体沿周向交替排列构成磁通切换式圆环结构的定子，在圆环结构上存在环形凹槽，环形凹槽内安装电枢绕组；所述转子采用轴向磁场盘式结构，每个转子包括带有通孔的转子轭和转子凸极。该电机的永磁体设置在电机定子上，同时采用轴向磁通的构造方式，使得电机转矩密度得以提高。

摘要： 本实用新型公开了一种多齿磁桥式混合励磁磁通切换电机，永磁体、电枢绕组、单相励磁绕组安置在定子上，定子齿数为永磁体块数的4倍，转子部分为凸极，转子上既无绕组也无永磁体，结构简单、坚固。气隙磁场由励磁绕组产生的电励磁磁场和永磁体产生的磁场共同构成，通过改变励磁电流大小和方向来调节气隙磁场，从而提高电机的转速运行范围和弱磁能力。电励磁磁力线经由永磁体顶部的铁心连接磁桥闭合，有利于减小电励磁安匝数。本实用新型励磁绕组和永磁体在空间上是并联结构，相磁通呈双极性，磁链变化幅值大，具有较高的转矩输出能力和功率密度，适合于低速直趋应用场合。