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北京海基科技发展有限责任公司
北京海基科技发展有限责任公司 (编号 1397) http://www.hikeytech.com/
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混合电动机车的电动机MotorSolve设计
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电动机展厅
三相异步电动机, 单相电机, 马达, 伺服电机, 直流电机, ...
无刷直流电机,特别是内嵌永磁体类型通常用于混合电动机车的应用。MotorSolve能计算出这些类型设计的精确结果,并且保持模板化设计环境和结果驱动求解的简便性。

种类:电动机和发电机——直流
软件: MotorSolve

这种类型的电机是由凸极转子和磁阻转矩元件组成,所以功率密度高,输出转矩大,转速变化范围宽。弱磁、恒功率变转速运行非常关键,并且在电动机转速范围宽的条件下不需要额外的传动装置。

弱磁是通过增加超前角来实现的,因为转速增加后,减少了反电势,所以不会超过电压源。

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MotorSolve能为研究这些复杂的特性提供有用的分析结果。MotorSolve的有限元内核计算能考虑非线性材料、PWM脉宽调制驱动电路,并且能通过简单的向导建立起复杂的几何结构。

结果

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一个8极48槽的三相内嵌磁钢电动机,尽管外形复杂,但是使用MotorSolve的几何模型编辑器,只需要短短几分钟,就能建立起来。定子磁极采用强永磁材料钕铁硼,转子凸极设计,使得磁阻转矩元件运行于较宽的转速范围。

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内嵌磁钢电机工作于转子铁轭的饱和区域,因此需要考虑非线性材料的特性。100A下的磁链图表明转子桥的饱和性,允许设计者优化几何参数。

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像上图一样的绘出一个电机的转矩——转速曲线并非轻而易举之事,需要每个转速下优化超前角来得到。MotorSolve可以快速设置多种转速和超前角的组合方式,来绘制上述图形。通过这些曲线的包络线,能得到转矩——转速曲线和优化的超前角。恒功率变速内嵌磁钢式永磁电机的曲线如上图所示。

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这幅图中可以提取每个转速下优化超前角的峰值转矩。当电机超过恒转矩区域(大概875转/分)后,弱磁的优势突显出来。

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内嵌磁钢式永磁电机的调速范围宽是由于其具有较高的凸极比(d轴电感与q轴电感之比)。MotorSolve能准确地描述由磁路饱和引起的电感的非线性规律。上图表明了Ld 和Lq是电流的函数。

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铜损是电机整体损耗中关键的部分,MotorSolve先进的损耗计算能力能计算出基于元件级的磁滞和涡流损耗。上图表明转子的磁滞和涡流损耗是转速的函数(或等价的是频率的函数)。涡流趋势呈现抛物线型,而磁滞损耗与功率曲线规律相似。(end)
文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者,请点击此处) (1/8/2010)
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