稀土永磁無刷直流電動機采用高磁能積的稀土永磁材料,同時采用電子換向技術去掉了電刷,使得它具有結構簡單、運行可靠、體積小、質量輕、損耗小、效率高、運行特性優良等特點,從而廣泛應用于航空航天、精密儀器、工業控制等許多對電機運行性能要求較高的場合。因此,對稀土永磁無刷直流電機的研究具有重要的意義。本文對稀土永磁無刷直流電動機設計方法和分析方法進行了研究: 永磁電機設計計算中傳統的一般采用比較簡單的磁路法,用磁鋼工作圖計算靜態及動態的工作點,這顯然不能滿足精確性的要求。本文采用了場路結合的方法,首先利用磁路法對電機進行初步設計,然后建立有限元分析模型對電機的參數和性能進行精確分析,采用這樣的方法不但可以滿足精確性要求,同時可以縮短設計周期。 本文把有限元方法引入到了對電機性能影響較大的重要系數(如空載漏磁系數、電樞計算長度、計算極弧系數和氣隙系數等)及性能參數反電動勢、電磁轉矩、電感的計算中。以電機內磁場有限元分析為基礎的設計結果體現了較高的精確度;同時,由于在大功率、高轉速的永磁無刷直流電動機中,電流受漏感的影響從而改變了電機的性能,因此漏感的作用不容忽視。本文推導了稀土永磁無刷直流電動機漏電感計算的有限元方法,引入了電機等效電阻系數,并針對電磁轉矩脈動和齒槽轉矩脈動的產生的原因,給出了多種有效的抑制方法,使電機設計更為合理。最后介紹了電機測試平臺的搭建和具體的測試方法,以驗證用戶關心的電機性能參數在電機設計中的正確性。
上傳時間: 2013-06-09
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開發和研制無鐵心永磁電機是當前電機領域的一項重要課題,無鐵心永磁電機可以解決傳統有鐵心電機存在的重量重、損耗高、振動噪聲大等問題。開發無鐵心永磁電機需要準確計算電機的參數和性能,而實現這一任務的重要前提是獲得正確的磁場分布。無鐵心永磁電機氣隙外沒有鐵磁材料,其自身的結構特點決定了無鐵心永磁電機的氣隙磁場屬于三維開域磁場,開域磁場工程問題的計算是近年來計算電磁學的研究熱點之一。 本文的研究內容是國家高技術研究發展(863)計劃項目“新型稀土永磁電機設計與集成技術”的關鍵技術之一。針對無鐵心永磁電機的實際工程問題,計算方法的選擇力求既能保證一定的計算精度,又能節約計算機內存和CPU時間。根據對各種開域電磁場計算方法的分析比較,本文將漸近邊界條件法和有限元法結合解決無鐵心永磁電機三維開域磁場計算問題。 本文主要由以下幾部分組成: 第一部分為無鐵心永磁電機三維開域磁場計算方法的研究。首先提出了基于標量磁位的漸近邊界條件,建立了球形邊界的標量磁位漸近邊界條件數學模型。為了盡可能減少節點的數量,結合無鐵心永磁電機的具體結構,推導了適合于盒形截斷邊界和圓柱形截斷邊界上簡便易行的一階和二階標量漸近邊界條件算子,該算子具有簡單、有限元實施容易的特點。其次研究并建立了標量漸近邊界條件與有限元法結合的三維開域靜磁場的數學模型,并提出具體的實施方法,推導出相應的離散方程。通過對具有解析解的長方永磁體三維開域磁場的實例計算,驗證了方法和所編程序的正確性,并將漸近邊界條件法與截斷法在計算精度和人工外邊界距離方面做了比較。結果表明:在相同人工外邊界情況下,漸近邊界條件與截斷邊界條件相比,計算精度明顯提高,二階漸近邊界條件明顯優于一階漸近邊界條件。與截斷法相比,漸近邊界條件法更節約計算機內存和CPU時間,比較好地處理了計算量與計算精度之間的矛盾。 第二部分針對Halbach陣列內轉子無鐵心永磁電機三維開域磁場問題進行深入研究。利用漸近邊界條件法,定量地計算了在定轉子均無鐵心的情況下電機內部及周圍磁場的大小,總結出了Halbach陣列無鐵心永磁電機磁場的空間分布規律。 第三部分針對不同拓撲結構的Halbach磁體陣列電機磁場問題進行對比研究。通過大量的計算,探討了Halbach陣列永磁電機在轉子無鐵心情況下影響氣隙磁密的各種因素,分析了不同Halbach磁體軸向長度對端部漏磁的影響規律,給出了無鐵心永磁電機漏磁系數、電樞計算長度等主要設計參數隨電機結構尺寸的變化規律。 第四部分針對具有試驗數據的三種結構的無鐵心永磁電機樣機進行了計算和分析,計算結果與試驗數據吻合,從而驗證了漸近邊界條件法處理三維開域磁場問題的有效性和實用性。
上傳時間: 2013-06-22
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盤式永磁電機因其較高的轉矩密度和良好的動態響應特性,在各種驅動、伺服和控制領域得到了迅速的推廣和應用。本文針對盤式永磁同步電動機的設計展開研究,所做工作主要包括以下幾個部分: 首先,從電機的主要尺寸方程入手將盤式永磁電機和徑向永磁電機的轉矩密度進行了比較,得到了兩種電機轉矩密度的變化關系。推導了六相盤式永磁同步電動機的電樞反應電抗、槽漏抗等的計算公式,同時也給出了這些參數相應的有限元計算方法,兩種計算結果基本一致。并且在對多極少齒結構電機的漏磁系數進行研究的基礎上,總結了該類電機的漏磁系數的計算方法。 其次,采用了針對六相電機的22極24槽結構,使得電機的主要尺寸減小,電機定子沖槽、電樞下線等工藝要求降低。利用有限元法和傅立葉分析求解對永磁體的形狀進行優化,可使得永磁電機氣隙磁密波形畸變率減小,進而降低的轉矩波動。定量分析了不同定子槽口寬度對空載反電動勢波形和齒槽轉矩的影響規律。 通過對盤式永磁電機的磁場分布特點的研究,編寫了分環法盤式永磁電機電磁設計程序。通過對樣機設計值與實驗值比較,不斷對盤式永磁電動機的電磁程序進行完善和修正,目前已經形成了一個比較實用可靠的CAD軟件。 對盤式永磁電機轉子盤體進行剛度計算,并且也對電機的定子進行了固有頻率的計算,保證了電機的可靠運行。 最后,在上述研究的基礎上,本文設計制造了一臺5kW的雙定子單轉子結構的盤式永磁同步電動機樣機并做了詳細的實驗,實驗結果與理論分析基本一致。
上傳時間: 2013-07-29
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盤式永磁同步電動機是一種性能優越、但結構特殊的電動機。作為一種理想的驅動裝置,其應用范圍遍及航天、國防、工農業生產和日常生活的各個領域。本文利用稀土永磁材料釹鐵硼的高矯頑力,提出了一種省卻了鐵心的雙轉子、單定子結構盤式無鐵心永磁同步電機,進一步減輕了電機的質量并消除轉矩脈動。 對電機的設計、性能預測都離不開電機電磁場的計算。不同于傳統的圓柱式徑向磁通電機,盤式無鐵心電機是軸向磁通電機,外加其無鐵心的結構,決定了該電機的磁場呈三維、開域分布。對它的電磁場分析,不能采用對待徑向磁通電機的化為二維磁場的分析方法。 本文研究的重點內容分為兩部分:(1)在盤式無鐵心永磁同步電機的結構上,建立其磁場三維模型,由三維有限元法計算三維電磁場,分析計算結果,并總結出盤式無鐵心永磁同步電機的磁場分布規律。 (2)在磁場計算的基礎上,將Halbach型永磁體陣列的理論應用到磁鋼設計中來,提出磁鋼結構優化方案,研究出適合于盤式無鐵心永磁同步電機的磁鋼結構,以獲得理想的磁場波形和磁密值。 本文首先從磁路計算的方法入手,通過磁路計算分析出盤式無鐵心永磁同步電機的磁場分布特點。其后直接運用三維有限元法求解該電機的電磁場,分析計算結果。為了獲得低漏磁、高氣隙磁密值、正弦形的氣隙磁場分布,本文先后提出普通軸向充磁磁鋼結構、不等厚軸向充磁磁鋼結構并將Halbach陣列的理論應用到盤式無鐵心永磁同步電機的磁剛結構優化中,討論了三種不同角度的Halbach型永磁體陣列。最后為了簡化磁鋼的加工工藝,將不等厚永磁體陣列與Halbach永磁體陣列相結合,提出了最經濟、有效的改進型Halbach永磁體陣列,給出具體磁鋼尺寸,并運用ANSYS軟件對各種磁鋼結構產生的磁場進行結果仿真。
上傳時間: 2013-06-23
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家用功放機大都采用環形變壓器供電。環形變壓器有漏磁小、轉換效率高、頻率響應寬等特點,可以提高功放機音質。如果環形變壓器燒壞,又買不到原配型號來替換,那只有采取手工繞制的方法來復制。下面介紹手工繞制的方法。
標簽: 環形變壓器
上傳時間: 2013-10-29
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漏電感在開關電源主回路中一定存在,尤其在變壓器、電感器等中都是不可避免的。過去在討論中一般把它略而不計,設計中更無從考慮。現在隨著開關電源的單機容量和整機容量的日益提高,這個參數影響到開關電源主要的參數,例如,40A/5V輸出的開關電源,電壓損失竟達20%,還影響到開關電源的重量和效率。因此,漏電感問題討論、研究已擺到日程上了。加上脈沖電壓VS(t)到變壓器線圈就產生電流,沿著鐵心磁徑產生閉合的主磁通Φ(t)和部分路徑在鐵心附近的空氣中閉合的漏磁通Φσ(t)。Φ(t)和Φσ(t)將在線圈分別產生感應電動勢e(t)和eσ(t),兩者之和加上電阻壓降與外加電壓相平衡,遵從KVL方程。過去,一般書刊略去eσ(t), KVL方程簡化為Vs(t)=Δt 。
上傳時間: 2021-11-23
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本系統采用電動機電樞供電回路串接采樣電阻的方式來實現對小型直流有刷電動機的轉速測量。該系統主要由二階低通濾波電路,小信號放大電路、單片機測量顯示電路、開關穩壓電源電路等組成。同時自制電機測速裝置,用高頻磁環作為載體,用線圈繞制磁環,利用電磁感應原理檢測電機運行時的漏磁,將變化的磁場信號轉化為磁環上的感應電流。用信號處理單元電路將微弱電信號轉化為脈沖信號,送由單片機檢測,從而達到準確測量電機的速度的要求。In this system, the sampling resistance of armature power supply circuit is connected in series to measure the speed of small DC brush motor. The system is mainly composed of second-order low-pass filter circuit, small signal amplifier circuit, single-chip measurement and display circuit, switching regulated power supply circuit and so on. At the same time, the self-made motor speed measuring device uses high frequency magnetic ring as the carrier, coil winding magnetic ring, and electromagnetic induction principle to detect the leakage of magnetic field during the operation of the motor, which converts the changed magnetic field signal into the induced current on the magnetic ring. The weak electric signal is transformed into pulse signal by signal processing unit circuit, which is sent to single chip computer for detection, so as to meet the requirement of accurate measurement of motor speed.
標簽: 直流電動機
上傳時間: 2022-03-26
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變壓器漏感對整流電路的影響
上傳時間: 2013-07-11
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脈沖變壓器設計 磁環和磁通公式.xls
上傳時間: 2013-06-10
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磁致伸縮多功能液位儀MG型產品手冊
上傳時間: 2013-04-15
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