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新型非接触变压器的磁路模型及其优化 被引量:32
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作者 张巍 陈乾宏 +2 位作者 S.C.Wong Michael Tse 曹玲玲 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第27期108-116,共9页
在非接触电能传输系统中,变压器的耦合系数直接关系到系统的变换效率。为提高非接触变压器的耦合系数,同时减小其体积、质量,给出改进的变压器磁芯结构及绕组排列方法,并结合电磁场仿真结果,提出新型非接触变压器的磁路模型。根据耦合... 在非接触电能传输系统中,变压器的耦合系数直接关系到系统的变换效率。为提高非接触变压器的耦合系数,同时减小其体积、质量,给出改进的变压器磁芯结构及绕组排列方法,并结合电磁场仿真结果,提出新型非接触变压器的磁路模型。根据耦合程度不同,将总磁通分为无耦合、部分耦合和全耦合3部分。基于变压器磁路模型和该磁通分类方法,给出各部分磁阻和变压器耦合系数的量化计算方法,并进一步给出变压器优化设计方法,提出边沿扩展平面U型磁芯结构。采用优化后的变压器结构,设计了35~60V输入、60W输出的非接触变换器。变压器耦合系数的计算结果和测试结果一致,证明了所提磁路模型及耦合系数计算方法的正确性。与采用PlanarE64磁芯相比,在10mm气隙条件下,变压器耦合系数可从0.53提高到0.6,磁芯质量从122g减小到60g,最高变换效率提高了约2.5%。 展开更多
关键词 非接触变压器 耦合系数 磁路模型 ANSOFT 2D
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双凸极变速永磁电机的变结构等效磁路模型 被引量:58
2
作者 程明 周鹗 黄秀留 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第5期23-28,共6页
建立了双凸极变速永磁电机的变结构等效磁路模型 ,推导了气隙比磁导计算公式 ,通过求解所建立的非线性等效磁路方程 ,以计算电机的静态特性。计算中计及铁磁材料的非线性以及永磁磁场与电枢反应磁场之间的相互影响。通过引入适当的修正... 建立了双凸极变速永磁电机的变结构等效磁路模型 ,推导了气隙比磁导计算公式 ,通过求解所建立的非线性等效磁路方程 ,以计算电机的静态特性。计算中计及铁磁材料的非线性以及永磁磁场与电枢反应磁场之间的相互影响。通过引入适当的修正系数 ,使计算结果与有限元结果吻合。以新提出的 12 / 8极双凸极永磁电机为算例 ,对电机的永磁磁链 ,空载电势 ,电感等静态特性进行了全面的分析计算 ,并考虑了转子斜槽对静态特性的影响 ,所得结果与实测值一致 ,基金项目 :国家自然科学基金资助项目 (5 95 0 70 0 1)。表明该文所提出的分析理论和方法可以快速、有效地分析计算双凸极永磁电的磁场及静态特性 ,适合于需要考虑不同结构参数对电机特性影响的应用场合 。 展开更多
关键词 双凸极变速永磁电机 变结构 等效磁路模型 静态特性
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混合励磁磁通切换电机等效磁路模型 被引量:13
3
作者 许泽刚 谢少军 毛鹏 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第30期124-131,共8页
混合励磁磁通切换电机(flux-switching hybrid excitationmachine,FSHM)是一种新型定子励磁型交流无刷电机,具有磁链双极性、结构简单、功率密度高、运行可靠等优点。改变电励磁绕组电流的大小和方向,实现了对永磁气隙磁场的有效调节与... 混合励磁磁通切换电机(flux-switching hybrid excitationmachine,FSHM)是一种新型定子励磁型交流无刷电机,具有磁链双极性、结构简单、功率密度高、运行可靠等优点。改变电励磁绕组电流的大小和方向,实现了对永磁气隙磁场的有效调节与控制,而引入导磁磁桥可提升气隙磁场调节范围。以建立电枢绕组磁链最大位置的等效磁路模型为切入点,推导了峰值磁通表达式,探索了磁桥段相对磁导率的估算方法,结合有限元仿真分析了磁桥厚度变化与磁桥式FSHM初始气隙磁密、磁桥磁密、气隙磁场调节能力、磁力线路径转移等特性的关系。样机的有限元仿真及实验结果与等效磁路模型预测趋势基本一致,验证了建模方法与理论分析的正确性,可用于指导磁通切换电机的设计与性能分析。 展开更多
关键词 混合励磁 磁通切换 永磁电机 等效磁路模型
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考虑定子外壳漏磁的同极式永磁偏置径向磁轴承磁路模型 被引量:4
4
作者 吴磊涛 王东 +2 位作者 苏振中 张贤彪 王抗 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第11期118-125,共8页
同极式永磁偏置径向磁轴承的永磁偏置磁场在定子外壳内形成较大漏磁,而且外壳的有效面积相对工作气隙较大,即使在铁心与外壳间加入隔磁层的情况下,漏磁仍不可忽略,必须进行准确计算。首先直接求解拉普拉斯方程获得隔磁层内的磁场分布,... 同极式永磁偏置径向磁轴承的永磁偏置磁场在定子外壳内形成较大漏磁,而且外壳的有效面积相对工作气隙较大,即使在铁心与外壳间加入隔磁层的情况下,漏磁仍不可忽略,必须进行准确计算。首先直接求解拉普拉斯方程获得隔磁层内的磁场分布,并结合保角变换计算漏磁区域的端部效应,然后求解工作气隙的永磁偏置磁场和电励磁控制磁场,最后建立完整磁路模型和电磁力解析模型。三维有限元仿真结果表明,所建立的磁路模型能准确计算磁轴承工作范围的电磁参数。依据飞轮储能系统的总体需求,设计了径向磁轴承系统,实验结果验证了所建立解析模型和有限元模型的准确性。 展开更多
关键词 磁轴承 解析模型 漏磁 磁路模型 线性模型
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永磁接触器等效磁路模型研究 被引量:12
5
作者 薛毓强 吴金龙 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第6期85-89,95,共6页
针对永磁接触器线圈通入正反向励磁电流时永磁体内磁通分布不均匀,永磁体内部工作点不同的问题,提出按永磁体磁路截面磁通密度不同,沿充磁方向对永磁体进行分块等效的方法。以一单线圈单稳态永磁接触器为例,通过仿真分析在不同励磁电流... 针对永磁接触器线圈通入正反向励磁电流时永磁体内磁通分布不均匀,永磁体内部工作点不同的问题,提出按永磁体磁路截面磁通密度不同,沿充磁方向对永磁体进行分块等效的方法。以一单线圈单稳态永磁接触器为例,通过仿真分析在不同励磁电流情况下其磁通的分布,建立该接触器的等效磁路模型。将求解获得的动铁心在不同工作条件下的吸力计算值与实测值进行比较,结果表明吸力计算误差在10%以内,验证了所提出的永磁体分块建立等效磁路模型方法的正确性和有效性。 展开更多
关键词 接触器 永磁体 分块等效 磁通 磁路模型
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非接触变压器磁路模型及结构优化 被引量:5
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作者 徐罗那 杜玉梅 史黎明 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2018年第1期15-22,共8页
非接触变压器是感应电能传输系统中的核心结构,其耦合系数直接影响系统的电能传递效率,因此对其结构优化一直是研究的重点。本文针对一种应用于轨道交通领域的原、副边结构不对称的非接触变压器,根据线性系统的磁场叠加原理,分析了非接... 非接触变压器是感应电能传输系统中的核心结构,其耦合系数直接影响系统的电能传递效率,因此对其结构优化一直是研究的重点。本文针对一种应用于轨道交通领域的原、副边结构不对称的非接触变压器,根据线性系统的磁场叠加原理,分析了非接触变压器在副边开路和原边开路时其周围的磁场分布,建立了磁路模型,并推导得到原、副边电感及耦合系数的近似计算公式。基于该计算公式对磁路结构进行定性优化,有限元仿真证明了所提磁路模型和参数计算的正确性。在此基础上,利用该磁路模型,优化非接触变压器的结构,提出梯形绕组截面的绕组布置方式,以提高耦合系数;并对原、副边绕组匝数关系进行优化计算,使系统效率最优。根据以上优化,制作非接触变压器实验样机,在48mm气隙下,非接触变压器的耦合系数达到0.45,30k W非接触供电系统在满载时传输效率达到85.3%。 展开更多
关键词 非接触变压器 磁路模型 绕组截面 耦合系数
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磁通反向直线旋转永磁电机三维非线性等效磁路模型分析 被引量:13
7
作者 郭凯凯 郭有光 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第20期4278-4286,共9页
该文通过在三维磁路结构中增加可变磁阻单元,建立磁通反向直线旋转永磁电机的三维非线性等效磁路模型,首先采用磁节点法推导此电机定子、动子的磁阻表达式;其次采用二维有限元法确定可变磁阻单元磁阻的变化规律,其磁阻值随动子的直线和... 该文通过在三维磁路结构中增加可变磁阻单元,建立磁通反向直线旋转永磁电机的三维非线性等效磁路模型,首先采用磁节点法推导此电机定子、动子的磁阻表达式;其次采用二维有限元法确定可变磁阻单元磁阻的变化规律,其磁阻值随动子的直线和旋转运动位置的不同从0到无穷大周期性变化;然后采用分割的方法推导电机气隙磁导的表达式;最后通过迭代的方法对其空载气隙磁通密度等电磁特性进行计算分析,与三维有限元法相比,计算时间大大降低。此模型可以将定子铁心材料的饱和、永磁的局部漏磁、极间漏磁考虑在内,其反电动势、齿槽转矩/直线定位力的计算结果与三维有限元法和实验测量的结果基本保持一致,验证了此等效磁路模型的正确性和有效性。 展开更多
关键词 等效磁路模型 磁通反向直线旋转永磁电机 可变磁阻 静态特性
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双定子超环面电机磁路模型与气隙磁场研究 被引量:4
8
作者 刘欣 许立忠 聂岭 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第9期26-32,共7页
双定子超环面电机是一种新型结构的空间电机,将动力和减速机构有机结合,在机器人和航空航天领域具有很好的应用前景。在对该电机的结构特点及运行原理进行分析的基础上,将其三维磁路分解为周向和环向磁路,并建立了简化的等效磁路模型。... 双定子超环面电机是一种新型结构的空间电机,将动力和减速机构有机结合,在机器人和航空航天领域具有很好的应用前景。在对该电机的结构特点及运行原理进行分析的基础上,将其三维磁路分解为周向和环向磁路,并建立了简化的等效磁路模型。根据该电机的结构特点对磁路模型中各磁阻进行推导,并对其静态磁场的气隙磁密进行了解析求解。为了验证该磁路模型的准确性,运用有限元方法对其三维磁场进行仿真分析,并对研制实验样机的反电动势进行了测试实验。通过与仿真结果和实验结果进行对比分析表明,该等效磁路模型和参数计算方法是可行的,为进一步定量分析该电机的电磁性能提供了理论依据。 展开更多
关键词 双定子 超环面电机 磁路模型 气隙磁密 有限元法
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同步磁阻电机分析与设计(连载之二)基于磁路模型的解析分析方法 被引量:4
9
作者 沈建新 蔡顺 +1 位作者 郝鹤 金孟加 《微电机》 2016年第10期80-83,共4页
在分析与设计同步磁阻电机性能时,为了减少计算时间、提高电机优化设计效率,本文基于磁路模型提出了一种解析法,可快速有效地计算同步磁阻电机的输出转矩。针对两台优化过的电机比较了解析法和有限元法计算的电磁转矩,解析法在计算速度... 在分析与设计同步磁阻电机性能时,为了减少计算时间、提高电机优化设计效率,本文基于磁路模型提出了一种解析法,可快速有效地计算同步磁阻电机的输出转矩。针对两台优化过的电机比较了解析法和有限元法计算的电磁转矩,解析法在计算速度上远快于有限元法,在磁路饱和不严重的情况下解析法计算结果和有限元法表现出高度一致性。 展开更多
关键词 同步磁阻电机 解析法 磁路模型 电磁转矩
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螺管电磁铁的漏磁归算磁路模型
10
作者 梁慧敏 马广程 《上海电器技术》 2000年第3期53-56,共4页
本文将漏磁归算法应用于螺管电磁铁,建立了螺管电磁铁的漏磁归算磁路模型,计算结果能够满足工程计算精度要求,简化了磁路计算,具有较大的实际应用价值。
关键词 漏磁归算法 螺管电磁铁 磁路模型
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互感耦合开关磁阻电机的等效磁路模型与有限元分析 被引量:3
11
作者 隋宏亮 梁得亮 丁文 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期71-75,共5页
基于互感耦合开关磁阻电机(MCSRM)的结构和运行原理,利用等效磁路法,建立了电机的等效磁路模型.在一个相周期内对气隙磁导进行了分解计算,利用高斯-赛德尔迭代法求解了非线性磁通矩阵方程,获得了电机的磁链及矩角特性,并进一步利用非线... 基于互感耦合开关磁阻电机(MCSRM)的结构和运行原理,利用等效磁路法,建立了电机的等效磁路模型.在一个相周期内对气隙磁导进行了分解计算,利用高斯-赛德尔迭代法求解了非线性磁通矩阵方程,获得了电机的磁链及矩角特性,并进一步利用非线性磁参数法对电机的稳态运行性能进行分析.该模型的计算速度要远高于有限元方法,适合进行电机的初始设计.在此基础上,利用有限元软件从电磁场分析的角度计算了电机的电磁特性,结果表明,该模型计算结果的误差不超过20%,验证了模型的正确性.该数学模型为MCSRM的深入研究奠定了良好的基础. 展开更多
关键词 开关磁阻电机 互感耦合 等效磁路模型
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一种三维磁路永磁电机的集中参数磁路模型 被引量:5
12
作者 张继鹏 陈鹏 +1 位作者 苏锦智 孙立志 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第4期21-27,共7页
为了研究一种定子采用类爪极磁极铁心形状及环形集中绕组的三维磁路结构的磁通切换型永磁电机,在对空载静磁场及电枢反应磁场进行三维有限元磁场计算的基础上,根据电机在不同定、转子相对位置时的磁场分布情况,对三维磁路结构进行集中... 为了研究一种定子采用类爪极磁极铁心形状及环形集中绕组的三维磁路结构的磁通切换型永磁电机,在对空载静磁场及电枢反应磁场进行三维有限元磁场计算的基础上,根据电机在不同定、转子相对位置时的磁场分布情况,对三维磁路结构进行集中参数磁路模型建模,并推导出节点磁动势矩阵,通过对矩阵进行解析计算以及对计算结果的分析,推导出电机各主要电磁参数的解析表达式并进行计算和分析,通过与三维磁场计算结果相对比,验证了该磁路模型计算方法的正确性。由于可采用集中参数磁路模型计算可以节省大量计算时间,可以更方便地进行三维磁路结构电机的各种参数优化,对其他三维磁路和分析工作也具有参考意义。 展开更多
关键词 永磁电机 磁通切换永磁电机 电磁场计算 有限元分析 集中参数磁路模型
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感应加热瓦楞辊的磁路模型研究 被引量:1
13
作者 杜善东 王允建 +1 位作者 王国东 谢贝贝 《轻工机械》 CAS 2015年第6期33-36,共4页
针对电磁感应加热瓦楞辊的结构尺寸与加热功率关系不明,结构设计和电磁热耦合仿真时,其材料、结构尺寸的选取缺乏直观依据的问题,提出了基于磁路原理的瓦楞辊结构的磁路模型,在忽略漏磁和磁饱和前提下,导出了感应加热的理论功率与瓦楞... 针对电磁感应加热瓦楞辊的结构尺寸与加热功率关系不明,结构设计和电磁热耦合仿真时,其材料、结构尺寸的选取缺乏直观依据的问题,提出了基于磁路原理的瓦楞辊结构的磁路模型,在忽略漏磁和磁饱和前提下,导出了感应加热的理论功率与瓦楞辊的结构尺寸、材料性质和所通感应电流的关系,给出了具体的解析表达式,并且仿真分析了磁导率对加热功率的影响,为瓦楞辊的设计提供了一种思路,减少了有限元结构仿真时材质和结构尺寸选取的盲目性。 展开更多
关键词 包装机械 瓦楞辊 感应加热 磁路模型 加热功率
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航空同步发电机的等效磁路模型
14
作者 刘荣林 《中国民航学院学报》 2004年第3期18-20,36,共4页
分析了航空同步电机的磁路结构特点,建立了电机的等效磁路模型,由等效磁路的拓扑结构导出其磁位非线性方程,再由磁路欧姆定律及铁磁材料的磁化曲线求出其数值解,计算了电机的空载特性和零功率因数负载特性,与实测结果非常接近。
关键词 航空电机 同步电机 磁路模型
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切向充磁的异步启动永磁同步电机的一种精确磁路模型 被引量:2
15
作者 史俊旭 尹华杰 《微电机》 北大核心 2013年第5期12-15,35,共5页
本文针对切向充磁的异步启动永磁同步电机,考虑转子开槽及隔磁槽漏磁、气隙漏磁、磁桥漏磁及装配气隙等的影响,提出了一种较为精确的等效磁路模型,它可快捷、精确地求取永磁体的工作点、漏磁系数、气隙磁密、定转子饱和程度等重要参数;... 本文针对切向充磁的异步启动永磁同步电机,考虑转子开槽及隔磁槽漏磁、气隙漏磁、磁桥漏磁及装配气隙等的影响,提出了一种较为精确的等效磁路模型,它可快捷、精确地求取永磁体的工作点、漏磁系数、气隙磁密、定转子饱和程度等重要参数;推导了相关的磁路磁密及磁动势计算公式,编制了电机磁路计算程序。有限元对比分析表明,该模型具有较高的计算精度。 展开更多
关键词 磁路模型 切向充磁 永磁同步电机 异步启动
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新型组合永磁偏置磁轴承磁路模型建立及优化设计 被引量:1
16
作者 吴欣悦 徐衍亮 孙铭鑫 《微电机》 北大核心 2020年第11期19-24,55,共7页
径向-轴向组合永磁偏置磁轴承具有结构紧凑、损耗低的优点,本文给出了一种新型结构混合型径向-轴向磁悬浮轴承的原理结构,首先建立了其等效磁路模型,基于等效磁路模型推导了该磁轴承的悬浮力解析表达式及其所特有的补偿线圈的补偿原理... 径向-轴向组合永磁偏置磁轴承具有结构紧凑、损耗低的优点,本文给出了一种新型结构混合型径向-轴向磁悬浮轴承的原理结构,首先建立了其等效磁路模型,基于等效磁路模型推导了该磁轴承的悬浮力解析表达式及其所特有的补偿线圈的补偿原理和补偿方法。然后采用电磁场的有限元方法验证了该等效磁路模型及有关补偿计算的正确性。最后为了改善磁轴承的性能并更好地满足工程需求要求,基于等效磁路模型,采用多目标粒子种群算法对该轴承进行了优化设计研究,通过优化设计模型与初始模型的对比研究,验证了优化的有效性。 展开更多
关键词 永磁偏置磁轴承 等效磁路模型 多目标优化 粒子种群算法
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新型双余度永磁无刷电机稳态特性的等效磁路模型 被引量:4
17
作者 罗战强 梁得亮 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第5期84-92,共9页
与传统的双余度永磁无刷电机不同,新型双余度永磁无刷电机余度线圈之间电气同相位,由两套独立的功率驱动电路形成新型的双余度控制系统,能够实现容错控制以提高系统可靠性。本文在分析双余度永磁无刷电机原理和结构的基础上,建立了双余... 与传统的双余度永磁无刷电机不同,新型双余度永磁无刷电机余度线圈之间电气同相位,由两套独立的功率驱动电路形成新型的双余度控制系统,能够实现容错控制以提高系统可靠性。本文在分析双余度永磁无刷电机原理和结构的基础上,建立了双余度永磁无刷电机每个余度绕组的磁路等效模型;在一个电周期内对磁路各部分磁导进行了详细分解计算,确定了以磁导表示的磁通矩阵,推导出气隙磁通和反电动势的计算方法。该数学模型考虑了轭部磁路和材料非线性磁饱和的影响,提高了模型的实用性。有限元分析结果表明了该数学模型的正确性。 展开更多
关键词 双余度永磁无刷电机 磁路等效模型 有限元分析
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新型二自由度电机的磁路模型研究
18
作者 方春仁 杨文焕 +1 位作者 吴坚 谢双 《微特电机》 北大核心 2014年第8期12-15,共4页
提出了一种新型混合式直线旋转步进电动机的结构,通过分析电机结构分析在不同励磁电流下电机旋转段和直线段的工作原理。依此工作原理为基础,建立电机的等效磁路网络模型。以一相绕组通电为例,对该步进电动机全网络进行了线性解析,进而... 提出了一种新型混合式直线旋转步进电动机的结构,通过分析电机结构分析在不同励磁电流下电机旋转段和直线段的工作原理。依此工作原理为基础,建立电机的等效磁路网络模型。以一相绕组通电为例,对该步进电动机全网络进行了线性解析,进而给出了该电机的转矩特性解析式。 展开更多
关键词 混合式直线旋转步进电动机 等效磁路模型 线性分析 转矩特性
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基于磁路模型的新型半包围磁芯结构设计及优化 被引量:3
19
作者 谢哲慧 夏能弘 《电力科学与技术学报》 CAS 北大核心 2022年第1期193-201,共9页
无线电能传输技术基于其安全可靠的优点被应用于机器人的充电系统中,为提高系统的耦合性能和减小对线圈周围的电磁辐射,提出一种新型半包围磁芯结构的磁耦合谐振式无线充电系统。首先建立圆盘磁芯的磁路模型,推导系统耦合系数的磁路表达... 无线电能传输技术基于其安全可靠的优点被应用于机器人的充电系统中,为提高系统的耦合性能和减小对线圈周围的电磁辐射,提出一种新型半包围磁芯结构的磁耦合谐振式无线充电系统。首先建立圆盘磁芯的磁路模型,推导系统耦合系数的磁路表达式,为磁芯设计提供依据,通过在发射端圆盘磁芯外边沿增加一定高度磁环来减小互耦区磁阻,同时在发射端磁芯中心挖空来增大自耦区磁阻;其次建立新型半包围磁芯的磁路模型,推导新型磁芯系统的耦合系数表达式,得到影响系统性能的3个结构参数(磁环壁厚度,磁环高度,磁芯内环半径);然后基于Ansys Maxwell建模仿真分析3个参数对系统耦合系数和电磁辐射的影响,并通过参数扫描优化磁芯结构参数;最后,通过搭建实验平台验证仿真结果的正确性。结果表明,新型半包围磁芯结构较圆盘磁芯的耦合系数最大可提高5.1%,线圈下方屏蔽效果提升了1.46倍。 展开更多
关键词 磁路模型 半包围磁芯结构 电磁辐射 参数优化
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12/14混合励磁磁通切换型电机的磁路模型
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作者 刘建 刘旭 刘福贵 《科技风》 2018年第6期129-129,共1页
混合励磁磁通切换型电机(hybrid excited switching flux machine,HESFM)不仅运行高效稳定,而且可通过励磁电流调节气隙磁场。与电励磁磁通切换型电机相比,具有更高的转矩密度。建立12/14 HESFM等效磁路模型并利用有限元仿真结果验证。
关键词 混合励磁 磁通切换型电机 等效磁路模型
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