电机结构优化方法综述

直线电机在数控机床上的应用综述所在学院：机械工程学院学科专业：机械工程学生：解瑞建学号：********指导教师：***天津科技大学机械工程学院二零一二年十二月二十七日摘要简述了直线电机工作原理及其驱动技术，并且举例说明了直线电机直接驱动与传统数控机床“旋转伺服电机+滚珠丝杠”的传动方式对比具有很大的优势。

利用直线电机结构简单、运动平稳、噪声小、运动部件摩擦小、磨损小、使用寿命长、安全可靠性等特性，采用直线电机的开放式数控系统使机床驱动控制技术获得新发展。

介绍几个直线电机应用的实例，指出直线电机进给驱动技术将是高速机床未来的发展方向。

关键词：直线电机数控机床驱动控制高速机床0 引言数控机床正在向高精密、高速、高复合、高智能和环保的方向发展。

高精密和高速加工对传动及其控制提出了更高的要求：更高的动态特性和控制精度，更高的进给速度和加速度，更低的振动噪声和更小的磨损。

在传统的传动链中，作为动力源的电动机要通过齿轮、蜗轮副，皮带、丝杠副、联轴器、离合器等中间传动环节才能将动力送达工作部件。

在这些环节中产生了较大的转动惯量、弹性变形、反向间隙、运动滞后、摩擦、振动、噪声及磨损。

虽然在这些方面通过不断的改进使传动性能有所提高，但问题很难从根本上解决，于是出现了“直接传动”的概念，即取消从电动机到工作部件之间的各种中间环节。

随着电机及其驱动控制技术的发展，电主轴、直线电机、力矩电机的出现和技术的日益成熟，使主轴、直线和旋转坐标运动的“直接传动”概念变为现实，并日益显示出巨大的优越性。

直线电机及其驱动控制技术在机床进给驱动上的应用，使机床的传动结构出现了重大变化，并使机性能有了新的飞跃。

图0 SUPT Motion公司生产的一种直线电机1直线电机1.0直线电机的发展史直线电机的发展史1840年Wheatsone开始提出和制作了略具雏形的直线电机。

从那时至今，在160多年的历史中，直线电机经历了三个时期。

1840～1955年为探索实验时期：从1840年到1955年的116年期间，直线电机从设想到实验到部分实验性应用，经历了一个不断探索，屡遭失败的过程。

电动车驱动电机及其控制技术综述摘要：简述了电动车驱动系统及特点，在此基础上全面分析并比较了电动车要紧电气驱动系统，着重介绍了一种深埋式永磁同步电动机及其操纵系统，最后简要概述了电动车电气驱动系统的进展方向。

1 概述电动车是一种安全、经济、清洁的绿色交通工具，不仅在能源、环境方面有其特殊的优越性与竞争力，而且能够更方便地使用现代操纵技术实现其机电一体化的目标，因而具有广阔的进展前景。

现有电动车大致能够分为下列几个要紧部分：蓄电池、电池管理、充电系统、驱动系统、整车管理系统及车体等。

驱动系统为电动车提供所需的动力，负责将电能转换成机械能。

不管何种电动车的驱动系统，均具有基本相同的结构，都能够分成能源供给子系统、电气驱动子系统、机械传动子系统三部分，其中电气驱动子系统是电动车的心脏，要紧包含电动机、功率电子元器件及操纵部分。

如图1所示。

其中，电动车驱动系统均具有相同或者相似的功能模块，如图2所示。

2 电动车电气驱动系统比较电动机的类型对电气驱动系统与电动车整体性能影响非常大，评价电动车的电气驱动系统实质上要紧就是对不一致电动机及其操纵方式进行比较与分析。

目前正在应用或者开发的电动车电动机要紧有直流电动机、感应电动机、永磁无刷电动机、开关磁阻电动机四类。

由这四类电动机所构成的驱动系统，其总体比较如下表所示。

电动车电气驱动系统用电动机比较表下面分别对这几种电气驱动系统进行较为全面地分析与阐述。

2.1 直流驱动系统直流电动机结构简单，具有优良的电磁转矩操纵特性，因此直到20世纪80年代中期，它仍是国内外的要紧研发对象。

而且，目前国内用于电动车的绝大多数是直流驱动系统。

但普通直流电动机的机械换向结构易产生电火花，不宜在多尘、潮湿、易燃易爆环境中使用，其换向器保护困难，很难向大容量、高速度进展。

此外，电火花产生的电磁干扰，对高度电子化的电动汽车来说将是致命的。

此外，直流电动机价格高、体积与重量大。

随着操纵理论与电力电子技术的进展，直流驱动系统与其它驱动系统相比，已大大处于劣势。

电机文献综述（08级）学生姓名金其超学号 ******** 院系工学院机电系专业自动化 082填写日期2010-09-27电机行业综述前言电机行业是一个传统的行业。

经过200多年的发展，它已经成为现代生产、生活中不可或缺的核心、基础，是国民经济中重要的一环。

作为劳动密集型产业，我国发展电机制造业有着得天独厚的优势。

到目前为止，我国的电机制造业已经具有一定规模。

据全国电工行业统计，2006年全国交流电机产量达到15000万kw，同比增16％；汽轮发电机9583万kw，同比增长21.64％，水轮发电机组1922万kw，同比增长49.57％。

在经过了2006年下半年的低速发展之后，2007年到现在，我国电机制造行业保持高速发展态势。

电机出口市场的需求还将在相当一个时期趋于稳定，交流电动机的国际市场需求也十分可观，并将持续处于高速增长阶段。

随着电机产品国外市场的进一步拓宽，中小型电机在出口数量、品种、产品档次、创汇额上将会有重大突破。

未来出口电机产量增长主要外部原因在于世界经济稳定增长，促进了行业贸易产量的增长。

内因是国内出口退税率改革导致企业加快出口步伐，及国内外资企业规模的不断扩大和数量的快速增加，产品竞争提高，在国内形成巨大的效益，也刺激了出口上升。

随着生产现代化程度的不断提高和人们对家用电器、汽车等消费的不断增加，市场对电机的需求也将越来越大。

预计到2010年，全国发电装机容量将达到6.6亿千瓦左右，平均每年将投产发电装机容量3700万千瓦以上，年均增长7.8%左右。

而电动机的需求与发电设备的需求呈1∶3.51的正比关系，据此分析，大型、中小型交流电动机产品在国内市场的有效需求会保持稳定增长。

正文电机的起源和发展电机工作基本原理是利用带电导体和磁场间的相互作用而把电能变为机械能。

电动机结构主要包括两部分：转子和定子。

转子为电动机的旋转部分，由转轴座组成，导体绕组的排列方式决定电动机的类型及其特性。

高效节能电机研究报告摘要：本文介绍了高效节能电机的研究现状及未来发展趋势。

首先介绍了高效节能电机的定义和意义，接着分析了高效节能电机的技术特点，包括优化电机结构、采用新型材料、提高电机转换效率等方面。

然后综述了高效节能电机的发展历程，从传统异步电机到永磁同步电机，再到新型电机如感应电机和开关磁阻电机的研究进展。

最后探讨了高效节能电机未来的研究方向和发展趋势，包括智能化控制、电机系统集成、绿色材料应用等方面。

关键词：高效节能电机，异步电机，永磁同步电机，感应电机，开关磁阻电机，智能化控制，电机系统集成，绿色材料应用。

一、引言随着能源需求的增长和环境污染的日益严重，高效节能电机已成为当今电机行业的研究热点和发展方向。

高效节能电机具有优良的节能性能和环保性能，对于推动能源节约和环境保护具有重要作用。

因此，高效节能电机的研究和发展已成为电机行业不可忽视的重要课题。

二、高效节能电机的定义和意义高效节能电机是指通过优化电机结构、采用新型材料、提高电机转换效率等技术手段，使电机在满足特定工作条件下能够达到更高的能源利用效率和更低的能源消耗。

高效节能电机具有以下几方面的意义：1、节能减排。

高效节能电机能够降低电机的能耗和环境污染，达到节能减排的目的。

2、提高经济效益。

高效节能电机能够有效降低电机的运行成本，提高经济效益。

3、促进产业升级。

高效节能电机的研究和应用能够推动电机行业的技术进步和产业升级。

三、高效节能电机的技术特点高效节能电机具有以下几方面的技术特点：1、优化电机结构。

通过优化电机结构设计，如减小电机转子和定子之间的间隙、增加定子和转子的铁芯截面积等手段，能够提高电机效率。

2、采用新型材料。

采用新型材料如高温超导体、磁性纳米材料等，能够提高电机的性能和效率。

3、提高电机转换效率。

通过减小电机的损耗，如铜损、铁损等，能够提高电机的转换效率。

四、高效节能电机的发展历程高效节能电机的发展历程主要经历了以下几个阶段：1、传统异步电机。

三相异步电机削弱谐波的方法1.引言1.1 概述本文将探讨三相异步电机的谐波问题，并介绍削弱谐波的方法。

三相异步电机作为一种常用的电动机种类，广泛应用于各个领域。

然而，在实际应用中，三相异步电机存在着谐波问题，即由于非线性负载和电源的不完美，电机产生了具有频率为整数倍于基波频率的谐波波形。

这些谐波波形会引起电流和电压的畸变，进而影响电机的正常运行和性能表现。

对于三相异步电机的谐波问题，研究人员提出了多种削弱谐波的方法。

这些方法包括滤波器法、功率电子器件法、控制策略法等。

滤波器法通过在电机电路中加入合适的谐波滤波器，可以有效地滤除电流中的谐波成分，从而降低谐波的产生和传播。

功率电子器件法则是利用高频开关器件，如IGBT、MOSFET等，对电机电源进行调节和控制，以消除谐波波形。

而控制策略法则是通过优化电机的控制策略，如变频调速等，来消除谐波的影响。

通过研究和应用这些削弱谐波的方法，可以有效地降低异步电机产生的谐波波形，提高电机的稳定性和性能。

本文将对这些方法进行详细的介绍和分析，并探讨它们的优缺点，以期为电机领域的从业人员和研究者提供有益的参考和指导。

综上所述，本文旨在研究和探讨三相异步电机的谐波问题，并介绍削弱谐波的方法。

通过深入分析和比较，希望能为解决电机谐波问题提供可行和有效的解决方案，为电机技术的发展做出贡献。

1.2 文章结构文章结构部分的内容可以按照以下方式编写：文章结构：本文共分为引言、正文和结论三个部分。

引言部分主要包括概述、文章结构和目的方面的内容。

首先，我们将简要介绍三相异步电机的谐波问题，并指出削弱谐波的重要性。

随后，我们将描述整篇文章的结构，明确各个章节的主要内容与逻辑关系。

最后，我们将明确本文的目的，即研究和探讨削弱三相异步电机谐波的方法。

正文部分将详细探讨三相异步电机的谐波问题以及削弱谐波的方法。

首先，我们将介绍三相异步电机的谐波问题，包括形成原因和对电机运行的不利影响。

然后，我们将系统地介绍多种削弱谐波的方法，包括电机结构优化、滤波器应用、调制控制策略等方面的内容。

双转子永磁电机综述
1 双转子永磁电机概述
双转子永磁电机是一种比一般的三相异步电机更加复杂的电机性能。

它具有双转子的特点，可以实现分段处理电能，使启动、调速和停止更加简单。

双转子永磁电机可以根据电力需求和改变，调节电机速度和功率，使用户获得更高性能。

2 双转子永磁电机结构
双转子主体结构主要由有向永磁和两个转子组成：一个名为堵转子的外部转子，另外一个为内部的驱动转子，它们分别通过两种不同的系统连接，外部转子使用三相异步电动机的重启原理，而内部转子则使用永磁连接，使用其控制特性可以改变电机的转速。

3 双转子永磁电机优势
双转子永磁电机的优势在于它具有非常稳定的性能、高能效和低噪声。

它还可以节省资源，减少电力损耗，同时它也具有更高的刚性和尺寸，从而实现空间有效利用。

#4 应用范围
双转子永磁电机广泛应用于各种工业机械上，如风机、泵、压缩机等，以及汽车、家电、通讯设备、医疗设备等，用于调整设备的工作参数和实施精确控制，以满足各种不同的工业要求。

高温超导直线电机综述摘要：高温超导直线电机是新型无刷直线电机，利用高温超导材料来代替传统的永磁材料。

本文综述了高温超导直线电机的基本原理、结构、特性以及应用前景。

一、引言随着科技的飞速发展，无刷直线电机在机械传动领域得到了广泛的应用。

然而，传统的永磁材料由于种种原因，如成本高、温度容限低、磁化难度等等，限制了无刷直线电机的发展。

为了解决这些问题，高温超导直线电机被研究出来。

二、高温超导直线电机的基本原理高温超导直线电机是利用高温超导材料来代替传统的永磁材料，实现转子的磁化。

高温超导材料的超导性质是温度敏感的，当温度达到临界温度时，超导状态会消失。

因此，高温超导直线电机需要维持在较低的温度下才能保持超导状态。

高温超导材料具有极强的磁化能力，可以产生大量的磁场。

这种磁场可以用来替代传统的永磁体，形成永磁场。

高温超导材料的磁化能力比传统永磁材料高出数倍，而且成本相对较低，这使得高温超导直线电机比传统的永磁直线电机具有更广阔的应用前景。

三、高温超导直线电机的结构高温超导直线电机的结构很简单，由驱动部分和工作部分组成。

驱动部分包括电机控制器和功率放大器，工作部分包括高温超导线圈、铁芯和轴。

高温超导线圈是高温超导直线电机的核心组成部分，通常由铜氧化物或钇钡铜氧化物等高温超导材料制成。

铁芯是高温超导直线电机的外部磁路，用来导引磁力线。

四、高温超导直线电机的特性高温超导直线电机具有很多独特的特性，如高效率、高速度、高转矩和低噪音等等。

具体特点如下：（1）高效率：高温超导材料的超导状态可以降低电阻，从而减少电能损耗，提高电机效率。

（2）高速度：高温超导直线电机由于没有机械接触，因此转速可以达到很高。

（3）高转矩：高温超导材料的磁化能力非常强，可以产生大量的磁场，因此高温超导直线电机的转矩比传统的直线电机要大得多。

（4）低噪音：高温超导直线电机不需要传统的减速装置，因此可以减少传统机械传动带来的噪音。

五、高温超导直线电机的应用前景高温超导直线电机可以广泛应用于各种工业、军事、医疗和航空航天等领域。

永磁同步电机控制策略综述与展望摘要：永磁同步电机作为一种强耦合、多变量的复杂系统，在控制过程中需要先进的控制算法进行简化处理，现阶段随着永磁同步电机的快速发展，已建立出一套适用性较高的数学模型，因此研究先进的控制算法显得尤为重要。

传统控制方法是在速度环和电流环均采用PI控制，PI控制算法简单，适用性高，但面临着参数整定困难、中间变量多等问题，容易引起转速超调现象和电流静差等一系列问题。

电流静差问题会降低电机的工作效率，严重时甚至会导致失速现象。

首先，预测控制根据当前时刻电流来预测下一时刻电压，从而使得作用于下一时刻电压产生的电流准确跟踪下一时刻的参考电流，降低了电流静差。

关键词：永磁同步电机；控制策略；展望引言随着近年来科技的飞速发展，各领域对电机的控制性能要求也越来越高，其中永磁同步电机因其构造简单、质量体积较小、效率高和较好的鲁棒性能而快速发展，同时由于近年来稀土材料大量运用于永磁体的研究，永磁同步电机的永磁体效能也明显提高。

永磁体在经过充磁后可以形成恒定的磁场，具有良好的励磁特性，并且永磁体比电励磁质量更轻、稳定性更强、损耗更低。

1模糊规则模糊规则的制定依据如下：1）在Part1阶段，系统的误差很大，此时应尽可能的增大比例增益Kp，加快系统的响应速度。

同时，由于误差太大，若增加积分环节，很容易发生积分饱和，因此，使积分增益Ki尽可能的趋于零。

2）在Part2阶段，系统的误差在不断减小，此时，逐渐增加Ki并减小Kp。

3）在Part3阶段，系统基本处于稳定状态，系统的误差很小。

为了消除系统的静差，尽可能的增大Ki。

为了加快系统的响应速度，尽可能的增大Kp。

综上所述，ΔKp和ΔKi的模糊规则如表1和表2所示。

2永磁同步电机数学模型数学模型构建是实现永磁同步电机控制的基础。

基于表贴式永磁同步电机,在两相同步旋转坐标系中构建数学模型如下:式中,ωre为转子电角速度,Ls、Rs为定子电感与电阻,ψf为永磁体磁链,id、iq为定子直轴和交轴电流分量,ud、uq为定子直轴和交轴电压分量。

轴向磁通电机控制方法综述发布时间：2021-07-27T15:21:40.020Z 来源：《基层建设》2021年第13期作者：魏新宇[导读] 摘要：随着电动汽车的发展，轴向磁通电机（Axial Field Flux-Switching Permanent Magnet，AFFSPM）因其高比功率和高转矩密度的优点，受到广大汽车主机厂的认可。

哈尔滨电气动力装备有限公司黑龙江省哈尔滨市 150046摘要：随着电动汽车的发展，轴向磁通电机（Axial Field Flux-Switching Permanent Magnet，AFFSPM）因其高比功率和高转矩密度的优点，受到广大汽车主机厂的认可。

关键词：轴向磁通电机控制方法引言随着高性能永磁材料的出现，永磁同步电机也在快速地发展。

在永磁同步电机中，轴向磁通电机（以下简称AFFSPM）以其高功率密度、高转矩密度、高效率以及高集成度的特点使其能在电动汽车、风力发电、轮船驱动、心脏泵等方面得到极大的应用。

尽管AFFSPM技术目前已经得到广泛的研究，然而在当前的研究中，工业实际应用与AFFSPM设计分析之间仍然存在一些关键问题尚待解决。

1电机结构和磁场调节机理1.1电机结构定子铁心由12个H形单元定子铁心拼装而成，中间嵌入12块切向交替充磁的永磁体，由隔磁环将其分为磁路相互独立的内外两部分；电枢绕组周向分布在由永磁块和励磁支架隔开的相邻定子槽中；盘式转子由转子极和转子磁轭组成；励磁绕组轴向缠绕在励磁支架上，电机内磁场呈轴向分布，为一种无刷交流电机。

1.2磁场调节机理根据磁路磁阻最小的原理，绝大部分磁通由N极出发，经H形单元定子铁心、气隙、转子齿、转子磁轭、相邻转子齿、气隙、相邻的H 形单元定子铁心，再回到S极；其中单箭头所指路径为永磁磁通回路，双箭头所指路径为电励磁磁通回路。

当励磁磁通与永磁磁通路径相同时，电机工作在增磁状态，气隙磁通、永磁磁通和电励磁磁通三者之间的关系为：；当励磁磁通路径与永磁磁通相反时，电机工作在弱磁状态：。