为了研究磁极非对称型表面式永磁同步电机(SPMSM)的特性,以一台不等磁极8极36槽SPMSM为研究对象,建立磁场的解析模型,对比磁通密度的解析计算结果和有限元计算结果,验证了解析模型的准确性;基于此解析模型,将不等磁极电机的气隙磁场、空载反向电动势、负载输出转矩、电磁力波和转轴不平衡电磁力与等磁极电机进行对比,并基于有限元法对其损耗特性进行分析;最后,对不等磁极电机的振动加速度进行测量,研究其振动特性,进一步验证电磁力波特性分析的有效性。结果表明该非对称的转子磁极结构可以有效地降低电机的转矩脉动,但会对电机其他方面的性能产生影响。

复杂工况下车用永磁电机的高温升易造成绝缘失效、永磁体退磁,因此其冷却系统设计至关重要。基于Motor-CAD建立车用永磁电机液冷系统的对流换热计算模型,分析了液冷系统的流量、水路布置、水道截面等参数对定子并头端绕组温升及冷却系统水阻的影响规律,确定了电机冷却系统的最优参数。利用新能源汽车电机试验平台测量并头端绕组温升,验证计算模型的准确性,为车用永磁同步电机的冷却系统设计提供了参考。

提出以永磁同步电机为加载电机的电动负载模拟器复合控制策略。首先建立基于永磁同步电机的电动负载模拟器系统模型,然后分析系统刚度和惯量对系统性能的影响。利用结构不变性原理推导出前馈补偿策略,提出将模糊自适应PID控制算法与前馈补偿策略相结合的复合控制算法,最后通过MATLAB/Simulink仿真验证了控制算法的可行性,提高了系统性能。

通过分析不同液压动力系统的优缺点,最终选用稀土高效永磁电机加变频变量泵复合调节液压系统作为冷轧AGC液压系统,应用表明其节能效果显著。

为降低电机气动噪声,针对轨道车辆风冷型永磁同步牵引电机开展噪声测试,对比分析等距叶轮和不等距叶轮的电机总噪声水平与频谱特性。研究结果表明2000 r/min以上永磁电机的气动噪声起决定作用,1600 r/min以下是电磁噪声占主导;等距叶轮噪声频谱主要由1倍和2倍叶片通过频率、48阶、56阶、104阶和开关频率及倍频附近的调制成分构成;不等距叶轮方案具有频散降噪效果,在1倍和2倍叶片通过频率周围衍生出新的间隔为2倍转频的新激励频率。通过不等距叶轮的测试及对比分析,可为永磁电机的噪声性能提升提供指导。

针对某城轨车辆永磁电机噪声过大,存在明显的电磁啸叫问题,在半消室中开展了永磁电机在通电加速和断电减速工况下的振动噪声测试,分析不同测试条件和转速以及电机法兰对噪声的影响,探讨永磁电机噪声与振动的关系。研究结果表明永磁电机通电加速过程产生电磁噪声,0~900 r/min的电磁噪声较小;900~1200 r/min的电磁噪声急剧增大,主要噪声中心频率为4000 Hz;1200~3000 r/min的电磁噪声先降低后稳定;2000 r/min以上的电磁噪声不再突出,主要以气动噪声为主。永磁电机断电减速过程以气动噪声为主,噪声大小随转速逐渐降低,主要噪声中心频率为1250 Hz;电机存在因装配误差产生的1阶振动。振动噪声测试及特性分析可为永磁电机的噪声水平提升提供指导。

根据自扇风冷型地铁永磁牵引电机对冷却效果和气动噪声抑制的平衡设计要求,对分别采用两款冷却风扇的某一地铁永磁牵引电机的冷却效果和气动噪声进行数值分析和试验研究。两款风扇的主要差别在风扇外径,风扇B的外径比风扇A小约23%。研究结果表明,与风扇A相比,风扇B在电机风道内引起的风量、静压和消耗功率分别降低29%、47.4%和53%。在电机额定运行工况下,流量降低使电机温升增加约9 K,其满足电机温升设计要求,而相应的气动噪声降低3.3 dB(A),具有良好的降噪效果。

永磁电机作为微型电机广泛应用于工业领域,但其齿槽转矩会引起振动和噪声,降低系统控制精度。为削弱齿槽转矩,基于齿槽转矩产生机制,结合能量法与傅里叶分解法,推导转子齿上开设辅助槽的永磁有刷直流电动机的齿槽转矩的数学解析式。基于Ansoft Maxwell对某款电机转子齿上开设辅助槽的数量、位置、槽口宽度、辅助槽深度以及辅助槽的形状等相关参数对齿槽转矩的影响进行分析,得到辅助槽参数和齿槽转矩峰峰值之间的关系,确定了辅助槽各优化参数的合理取值。优化结果表明:电机的齿槽转矩得到了有效抑制。

为了能够进一步降低抽油机的能耗以及油井设备维护及修井成本,设计研制出了新型螺杆泵永磁电机驱动装置,并在国内外油田进行了现场应用.通过应用效果分析,新型直驱式螺杆泵采油比传统抽油机采油直接节电率提高20％以上,输出功率降低约85％,节能效果大大提高.

功率电传作动系统是“多电飞机”的重要组成部分，而液压能源集成技术是其核心技术，在飞机技术变革中扮演着至关重要的角色。本文首先分析了发展功率电传作动系统的必要性，并以电液作动器（EHA）为例对国内外研究现状进行了介绍；其次，给出了液压能源集成技术的历史沿革及研究现状，并对永磁电机在该领域的应用优势进行了阐述；最后，对系统建模、控制率等液压能源集成系统的关键技术进行了阐述，在此基础之上对液压能源集成技术的发展趋势进行了展望。