永磁电机制造关键工艺浅议 永磁无刷电机
迫札与控制应同２毗３４（４）应用ｉＥ脯强
永磁电机制造关键工艺浅议
牛志钧
（永济电机厂，山西永济４４５０２）
摘要：介绍了永磁电机制造中的关键工艺。从工艺要点与工艺过程方面分析了转子的磁钢装配、永磁
电机总装配。具体试验验证了该工艺的有效性和价值性。
关键词：永磁电机；制造工艺；磁钢装配；总装
中图分类号：ＴＭ３０５．１：ＴＭ３５１文献标识码：Ｂ文章编号：１６７３－６５４０（２００７）０４ＪＤ０５９旬３
ＫｅｙＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ０ｆＰｒＯｄｕｃｉｎｇＰｅｒｍａｎｅｎｔＭａｇｎｅｔＭ０ｔｏｒ
ＮＩＵｚｈｉ．ｉＬｍ？
（Ｙｏｎ萄ｉＥｌｅｃｔｒｉｃＭａｃｈｉｎｅＦａｃｔｏｒｙ，Ｙｏｎ舀ｉ０４４５０２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｄ：Ｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏ舀ｅｓｉｎｍａｋｉｎｇｐｅ珊ａｎｅｎｔｍ姆ｌｅｔｍｏｔｏｒｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅａｌｉｎｃｏａｓｓｅｍｂｌｅｄｏｆｍｔｏｒ，
矗ｎａｌａｓｓｅｍｂｌｙｏｆｐｅｍａｎｅｎｔｍａｇｎｅｔｍｏｔｏｒｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄｆ如ｍｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｋｅｙｐｏｉｎｔｓａＪｌｄｔｅｃｈｎｏｌｏ百ｃａｌｐｒｏｃｅｓｓ．Ｔｈｅｅｍｃｉｅｎｃｙａｎｄｖａｌｕｅ《ｔｈｉｓｔｅｃｈｎｏｌ哩：ｙｗｅｒｅｖｅｒｉｆｉｅｄｂｙａｃｔｕａｌｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｅ咖ａｎｅｎｔｍａｇｎｅｔｍｏｔｏｒ；ｍａｎｕｆａｃｔｕｎｎｇ蚰西ｎｅｅｎｎｇ；ａｌｉｎｃｏ鼬ｓｅｍｂｌｅｄ；矗ｎａＩａｓｓｅｍｂｌｙ
Ｏ概沭接吸附在铁心上而很难装入槽内；而一旦吸附就
很难再分开，装配难度极大且具有一定的危险眭。
永磁电机因其功率因数高、效率高等特点而（２）总装时转子若没有强劲准确的导向保在许多领域得到广泛应用。永磁电机一般将磁钢证，定、转子将以很强的磁力吸附、抱死，难以分装在转子上，以保证定子电气联接的可靠性。其离，导致总装失败。
结构型式有：磁钢嵌入式——转子冲片冲有磁钢本文主要讨论永磁电机磁钢装配及总装配的槽，磁钢装在槽内。因在冲片制造时已充分保证关键制造工艺过程。
了磁钢槽的对称度，进而保证了磁路的对称性；磁
钢粘接式——将磁钢用特殊的粘接剂粘在磁轭１转子的磁钢装配工艺
上，靠工艺保证磁钢均匀以使磁路对称，粘接牢固１．１工艺要点
以使在较大的线速度下不至脱开，如德国ＲＥ—磁钢装配时，应设法克服磁钢对转子铁心的ＰＯＷＥＲ公司的外转子永磁同步风力发电机。强磁性吸引力以保证装配顺利，磁钢极性正确以
近年来，北车集团永济电机厂在永磁电机领保证磁路对称。为此进行了详细的工艺试验，确域开发的系列产品均属磁钢嵌入式结构。主要用定了磁钢装配的工艺方案，设计了磁钢装配工装于电梯曳引的如ＹＪ４６系列永磁同步电动机，主要及导向夹具，并以合理的手段定性分析所装配磁用于油田抽油机电机的ＹＪ４３、ＹＪ４４、ＹＪ５２系列永钢极性，每槽磁钢相对磁通量数值接近，即保证磁磁同步电动机。路对称，以保证磁钢装配质量。
除一般的制造工艺（如机械、热工、电钳工１．２工艺过程
艺）外，永磁电机的制造有几个关键工艺：（１）为保证装配的准确无误，设计工装夹具；
（１）由于磁钢的极强吸附力，在与铁磁性材（２）进行磁钢分离、极性标识检查、磁通量相料（如铁心、转轴等）靠近时极易吸附。转子装配对数值检查，以保证装配后每极磁通量相等，同时时，磁钢与转子磁钢槽装配问隙仅０．１ｍｍ左右，进行外观检查，看是否有破损。各种牌号的永磁当磁钢接近转子铁心时，极强的吸附力将磁钢直材料虽有国家标准保证其基本性能，但各厂的企一５９—万方数据
应用；ＥＭＣＡ
业标准不同，而且同一牌号的永磁材料即使在同
一工厂生产也有工艺上的不同而使不同日期或不
同炉号的永磁材料在性能上产生偏差。因此上述
检查工作是相当重要的。一台电机应装配同一批
号的磁钢，以保证电机的电磁性能。
（３）工作场地的准备：将转子装配工作场地
用非磁性护栏围起，并在醒目位置作明确警示；工
作场地清扫干净，用高压风对场地各角落进行清
理，不允许有铁屑、焊渣等铁磁性废物；准备好所
用的非磁性工装夹具、不锈钢无磁扳手、隔板、木
质支撑、铜锤、３２４０玻璃布板等。
（４）将叠好冲片的转子用高压风吹净，并用
白布包扎好以防调运过程中带有其他杂质废物；
将转子支撑好（使转子呈水平状态），再次用样板
检查转子上的磁钢槽，然后将防护工装夹具固定
于转子上，准备装磁钢。
（５）每两块磁钢之间用厚度约１５ｍｍ的非
磁性板隔开，并在每块磁钢的两个大面（工作面）
上标明“Ｎ”、“Ｓ”极性，且明确标写磁通量的相对
数值。数值相同的磁钢基本上是在一起放置的，
以便于装配。用手在木质支撑上将磁钢分开。注
意：请一定不要拿两块磁钢进行操作，一旦吸附在
一起，将无法进行分离，且两块磁钢吸附过程中极
易伤人，非常危险。要求操作者在操作过程中一
定要将磁钢一块一块装配。将磁钢远离铁磁性材
料，然后再装入磁钢导向工装里，对准转子上的磁
钢槽。此时应注意磁钢的“Ｎ”、“Ｓ”装配极性以
及磁钢磁通量相对数值。装配时不要将一个转子
槽中磁钢全部装满，而是先将整个转子磁钢槽分
别各装一块、两块……直到最后完成全部装配。
装配时，如某块磁钢装配不到位，可以用铜棒或非
磁性硬棒将磁钢推到位。注意：不能用力过猛，以
免将磁钢敲打破损。
（６）用指南针对准转子外圆各槽检查磁钢极
性，极性合格后装配其他固定用的零部件；最后将
转子整体用白布包好，准备流入下一工序。
２总装工艺
２．１工艺要点
装有磁钢的转子整体吸附力极强，定、转子之
间气隙较小，在总装时容易造成定、转子之间因引
力大而发生碰撞，可能导致定、转子吸附在一起难
一６０一
万方数据电札再柱制应用２咖卫３４（４）以分开，甚至报废，且易造成人身伤害。传统的立装或卧装工艺已无法满足要求，因此在保证定、转子绝对同心的条件下再行总装是工艺关键。２．２工艺过程（１）设计一不带磁性的假转子，用假转子将机座校正；（２）装端盖、永磁转子；（３）总装。设计的永磁电机工艺采用假转子、总装机等非标准设备，在我厂开发研制的ＹＪ４３、ＹＪ４４等系列电机上试验，总装配工艺性强，操作性可靠。目前，该类电机总装配工艺在国内同类电机生产行业中处领先地位，使我厂在国内油田、电梯用永磁电机领域内保持。工艺技术领先，新市场拓展迅速。在没有专用总装机情况下，ＹＪ４３、ＹＪ４４永磁电机总装时利用Ｔ６８镗床进行装配。在装配过程中发现镗床的镗杆刚度不够，极易造成设备损坏；而ＹＪ４６功率较大，转子磁场强，无法利用Ｔ６８镗床进行装配。为了满足市场需求，２００４年我厂与专用机床厂家共同研制了总装机，可满足较大功率永磁电机生产需要。另外，通过一段时间的生产摸索，设计补充了部分工装，如总装配之前采用了假转子工装导向定位，并改进了工艺方法，使生产效率提高约２—３倍。３工艺水平提升情况结合永磁电机制造，我厂在如下几方面提升，工艺技术水平。（１）转子铸铝与磁钢装配同时考虑：在研制ＹＪ４３、ＹＪ４４系列油田用永磁电机制造时，由于转子是鼠笼式铸铝结构，磁钢槽形复杂，且与铸铝导条仅间隔１ｍｍ，铸铝后磁钢槽变形状况难以控制，国内同类电机生产制造时报废率较高。为此在工艺上制定转子磁钢槽形定位保证方案，铸铝与磁钢装配同时考虑，配置了槽形修整及磁钢装配导向等一系列装置，使磁钢容易装配到位，转子动平衡不受影响，达到设计的精度要求。（２）磁钢“分层式”装配：在ＹＪ４６、ＹＪ４６Ｅ系列电梯用永磁电机制造工艺方面，由于冲片结构更为复杂，每台转子装配１００块磁钢，磁钢吸附、排斥力极强，因而在工艺上采用“分层式”装配方
迫扎与控刮应用２帆３４（４）应用ｉＥ硼擒案，配制精确的导向非标准装置，使磁钢克服吸附空白，使我厂在永磁电机制造工艺技术水平方面力、排斥力顺利进入槽内，装配设计位置，避免了具有成熟的技术飞跃和技术支持。
磁钢破损，同时使磁钢装配工效提高三分之一，保
证极性正确。【参考文献】
（３）采用假转子定位总装：因常规工艺装配使［１］唐任远．现代永磁电机理论与设计［Ｍ］．北京：机械定、转子装配时吸附粘死而无法装配，通过假转子、工业出版社，２０００．
定装机构与车床结合调试，使定转子装配到位。［２］李钟明，刘卫国．稀土永磁电机［Ｍ］．北京：国防工
总之，采用以上工艺制造方法，填补了我厂在业出版社，１９９９．
永磁电机转子磁钢装配、总装配及检测工艺上的收稿日期：２００６—１０ｍ９（上接第５８页）
性变化对主被控变量的影响大为降低，还可使操接受水泵站的监控，还要接受监控总中心的监控，纵变量得到更精确的调节。且必须具有远程Ｌ／Ｏ接口。
取水泵房串级控制系统设计的关键在于选好特别要指出的是：变频调速不是单一进行的，副被控变量：它与整个水厂工艺流程，乃至整个城市的供水优
首先，副被控变量与主被控变量应有直接因化调度有不可分割的流程监控关系。本系统采用果联系；的是西门子自动化技术、西门子Ｇ１５０及ＳＩＭＯ．
其次，副被控变量应能受主要扰动的影响，并ＶＥＲＴＭＶＩＮＴＩＡ装置，可以在网络监控方面做有所反映；到三个统一：一是统一编程，将驱动工具集成到
此外，副被控变量应处于整个对象的中间点，ｓＩＭＡＴＩｃ管理器中，通过ＳＩＭＡＴＩｃ，可统一网上任主、副对象要适当分割。何点上的计算机界面和操作环境；二是可做到统
选取清水池进水流量作为副被控变量既是根一数据储存管理；三是统一通信方式。
据调度员手动控制的实践，又是根据串级控制系在变频器的电压选择中，小于５００ｋｗ的水统理论得出的。在主、副控制器的控制规律选择泵机组要尽量选用低压等级的变频器；５００ｋｗ至上，主控制器应该选用ＰＩ、ＰＩＤ或其他特殊的控制１０００ｋＷ的水泵机组可选用６９０Ｖ的三电平变规律，副控制器一般选用Ｐ或ＰＩ为宜。因为副控频器；大于８００ｋＷ以上的水泵机组可选用２．３／制器的控制目标是使主被控变量平稳，对副被控３．３／４．１６／６．０／６．６ｋＶ等系列的变频器。对于中变量的过渡过程品质并没有严格的要求，只是要压型的变频器，要尽量造用耐压等级高的高可靠求过渡过程快一点，在保持稳定的条件上控制作性的中压ＩＧＢＴ元件，用来组建整流侧和逆变侧用适当强一些。一般副控制器选用比例控制规律的直流回路，无需限流电控器，具有短路保护、触已经可以合格。发器数目少、无缓冲／吸收电路、模块化结构紧凑、４结语维修方便、可靠性高等优点。
在现代自动化水厂中，为了满足工艺要求，一【参考文献】
般都采用变频调速代替老式的阀门调节，以平滑［１］陈伯时．交流变频传动控制的发展［ｃ］．北京：第一调节进水流量及出水压力。变频调速可以降低电届变频器与伺服企业论坛，２００４：１－３．
耗，还可实现取水泵房、送水泵房的自动控制，且［２］陈立珍．水工业领域与调速节能技术［Ｊ］．变频器世无人值守即可进行安全、优质、高效、低耗地供水，界，２００２（１）：４－７．
推动了供水技术的进步。还有一点要指出的是：［３］马小亮．变频器选型中的几个问题［Ｃ］．深圳：变频水泵站的变频调速是整个监控系统的重要设备之器行业企业家论坛，２００２．
一，它的通信功能必须具备网络监控的性能，除了收稿日期：２００６—１０—２０—６１—万方数据
永磁电机制造关键工艺浅议
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英文刊名：
年，卷(期)：
引用次数：牛志钧， NIU Zhi-jun永济电机厂,山西,永济,44502电机与控制应用ELECTRIC MACHINES AND CONTROL APPLICATION2007，34(4)0次
参考文献(2条)
1. 唐任远 现代永磁电机理论与设计 2000
2. 李钟明. 刘卫国 稀土永磁电机 1999
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1.会议论文 戚伟. 王洪 高性能Sr铁氧体在永磁电机中的应用 2001
近年来,随着国内磁材生产厂家引进国外先进生产设备改造或新组建生产线,提高生产技术,完善质保体系,大大提高了Sr铁氧体的性能档次和质量水平,很好地满足了各种类型永磁电机的使用要求.本文论述了永磁电机对Sr铁氧体的要求、高性能Sr铁氧体的制造以及Sr铁氧体的磁性检测。
2.学位论文 赵清 中型高效永磁同步电动机设计关键技术研究 2006
本课题是国家高技术研究与发展(863)计划“九五”重大项目“钕铁硼电机应用产品开发”(863-Z37-03)的部分内容。本文对中型高效异步起动稀土永磁三相同步电动机设计中存在的关键技术问题进行了深入研究，得出了一些具有重要工程应用价值的成果。 本文的主要研究内容由以下几部分组成： 第一部分对中型高效异步起动永磁同步电动机的转子磁路结构型式进行了深入研究，提出了转子内置“永磁体极限安装量”概念，并推导出了转子磁路结构型式与永磁体安装极限量的关系，解决了由于电机功率大、转子横截面积与电机功率不成比例增加、置放足量永磁体困难的问题；应用三维电磁场有限元法对影响漏磁系数和电抗参数的因素进行了详细分析和计算，得出了转子结构参数对电抗参数和极间漏磁系数影响的关系曲线；对多段式转子结构的轴向漏磁系数进行了计算研究，找出了影响因素并得出了相应的关系曲线；设计出了适于中型异步起动永磁电动机的转子磁路结构。 第二部分对永磁电机转子机械结构设计方法进行了研究，应用非线性接触有限元方法对永磁电机转子铁心强度进行计算分析，避免了常规有限元法在计算有嵌入物体时所作简化带来的计算误差，并得出具有工程应用价值的相应结论。在考虑不平衡磁拉力存在的情况下，应用传递矩阵法计算出转子一阶、二阶和三阶临界转速。 第三部分通过对气隙、转子笼条横截面尺寸、隔磁桥宽度尺寸、转子槽口尺寸以及轴向通风孔面积和位置等参数变化对永磁电机性能的影响进行计算和分析，在转子叠片机械强度达到许用极限、通风孔面积基本满足通风量要求且其位置对凸极率影响最佳的条件下，提出了综合性能较佳的两种中型高效异步起动永磁同步电动机的设计方案。 第四部分对多段式结构永磁电机的永磁体轴向定位方法进行了研究，并制定相关构件的制造工艺。对永磁电机铁心冲剪工艺、通风槽板结构和制造工艺、转子起动笼条与端环结构和制造工艺以及总装配工艺进行全面研究，集成创新了经济适用的中型永磁电机制造和装配工艺。研制了先进、适用的5自由度永磁体安装机械手，并被用于中型永磁电机永磁体装配中，提高了安装效率，避免了永磁体安装过程中安全事故的发生。 第五部分对本课题开发成功的1120-4和300-4中型高效异步起动永磁同步电动机进行试验研究，并将结果与相应的感应电机性能进行了比较。结果表明，与相同功率等级的感应电机相比，这两种永磁电机的效率、功率因数都有显著提高，达到了原定设计要求，部分性能指标优于原定设计要求，并已通过省级鉴定。其中部分成果已产业化。
3.期刊论文 陈金涛. 辜承林. CHEN Jin-tao. GU Cheng-lin 新型横向磁通永磁电机研究 -中国电机工程学报2005,25(15)
横向磁通电机以其高转矩密度的优势而得到了发展,但结构复杂也限制了其应用场合.文中采用轴向充磁的永磁体,实现了一种结构相对简单的新型横向磁通永磁电机.为解决电机磁场建模、分析复杂等问题,引入隔磁磁障实现了三维场到二维场的简化.为实现优化设计,对电机关键参数和尺寸进行了合理选取,最后给出了样机电磁方案.分析结果表明,这种新型永磁电机的制造工艺相对简单,适合中小功率低速直接驱动要求.
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5.学位论文 王建宽 横向磁场永磁电机及其驱动系统研究 2007
横向磁场永磁电机(TFPM)是在永磁同步电机的基础上发展起来的，作为一新型逆变器供电的永磁同步电机，具有转矩密度高、低速特性好、可靠性高等特点。近几年来，随着电动车、电力直接推进装置和风力发电等技术研究的深入，人们对高转矩密度、低速直接驱动电机的要求更加迫切，横向磁场永磁电机逐渐成为研究热点。但TFPM结构复杂、制造工艺困难，这限制了TFPM在实际中的推广应用。本文在总结了国内外现有FFPM电机主要研究成果的基础上，提出了一种新型定子组合式TFPM的结构形式，并对样机的设计、分析和驱动系统设计进行了全面的研究。 第一，提出并研制了一种新型定子组合式横向磁场永磁电机的结构形式，该电机的定子由内定子铁心、外定子铁心和定子过渡铁心三部分组成。由于定子过渡铁心中具有定位功能的槽形口，内外定子磁极铁心可以积木式的直接插入公共联结铁心的槽形口中，简化了制造工艺，降低了生产成本，提高了定子部件的装配定位精度。在给出样机设计参数的基础上，根据TFPM磁场三维分布的特点，采用三维等效磁网络磁场数值计算方法，进行了不同工作情况下样机的磁场分析，计算了气隙磁密、感应电动势、电磁转矩、自定位力矩和绕组电感等TFPM电机的静态特性参数。计算结果与样机试验结果基本吻合。 第二，分析了TFPM的数学模型，并由能量守恒定理，推导了正弦电流驱动时电磁转矩表达式。根据各相绕组独立的特点，提出了一种基于标量电流(电流的幅值和相位)概念的TFPM转矩控制。无须进行矢量变换，控制各相电流的幅值和电流与该相反电势之间的夹角即可控制电机的输出转矩，并分别对电流与反电动势同相和最大转矩/电流比两种控制方式进行了分析。研究了提高TFPM功率因数的方法，并给出了其约束条件。通过MATLAB/Simulink仿真平台，建立了TFPM极其控制系统的数字仿真模型，对不同控制方式下的TFPM控制系统进行了仿真研究。 第三，分析了组成高性能TFPM驱动系统所必须的速度调节器和电流调节器。在分析了传统PI控制与模糊控制特点的基础上，设计了用于TFPM的模糊自整定PI控制器，仿真及实验结果表明该调节器具有较好的动静态性能，鲁棒性好。TFPM各相绕组相互独立，根据这一特点，本文研究了一种P+Resonant电流调节器，并应用于TFPM驱动控制系统中，直接在静止
坐标系下对TFPM各相交流电流进行控制。该电流调节器的设计思想是基于通信系统中调制与解调制的原理，稳态时电枢电流能跟踪参考电流的变化，可以完全消除电流的相位和幅值误差。第四，设计了基于TMS320LF2407的TFPM全数字控制系统，研究采用低分辨率霍尔位置信号获得连续转子位置信息的转子位置预估技术，给出了具体的实现过程并对造成实际转子位置估计误差的各种因素进行了详细分析。 第五，为了降低逆变器供电的TFPM驱动系统的电磁干扰水平，研究了SPWM扩频控制的基本原理，应用傅立叶频谱和k阶Bessel的函数分析，得出SPWM周期扩频的频谱分布情况。分析了混沌的定义和特征，利用其具有连续频谱的特点，提出了一种基于Full-logistic混沌序列的SPWM扩频控制技术。根据混沌序列伪随机性的特点，推导了混沌SPWM频谱分布的一般表达式，仿真和实验结果验证了混沌SPWM对降低逆变器供电的TFPM驱动系统电磁噪声的有效性。
6.学位论文 施进浩 新型横向磁场永磁电机设计与研究 2006
作为一种逆变器供电的新颖电动机结构形式，横向磁场永磁电动机(TFPM)具有运行转速低、输出力矩大、可靠性高和过载能力强等显著优点，在电气直接驱动领域得到了日益广泛的重视；然而其结构复杂、制造难度大、生产成本高和设计分析手段匮乏等一直是制约其发展的关键问题。本文提出了一种新型拓扑结构的横向磁场永磁电动机，并籍此对横向磁场永磁电动机进行了深入系统的研究分析，取得了下列卓有成效的成果： 第一，在充分分析和掌握国内外横向磁场永磁电动机的发展现状和现有各种类形拓扑结构的基础上，提出了一种不同于现有定子结构形式的新型横向磁场永磁电动机的拓扑结构形式。这种新型横向磁场永磁电动机的定子采用了具有装配定位功能的槽形口的公共联结铁心，从而内外定子磁极铁心可以积木式地直接插入公共联结铁心的槽形口中，大大简化了制造工艺，降低了生产成本，显著提高了定子部件的装配定位精度和电动机生产的标准化程度，具有较高的创新性和实用性。 第二，针对横向磁场永磁电动机磁场结构的复杂性，以及由电枢电流产生的定子磁场和由永磁体产生的转子磁场各自处在相互垂直平面内的特点，深入研究了三维磁网络法的基础理论，以及三维磁网络法在永磁体和载流线圈的内部磁场计算中的具体应用，进而利用三维磁网络法计算了横向磁场永磁电动机的主要参数和工作特性。因此，本课题的研究有力地促进了科学研究与工程实用计算之间的有机紧密的结合。 第三，根据两相横向磁场永磁电动机结构特点和运行特性，设计制作了相应的驱动系统，详尽地分析了两相横向磁场永磁电动机在单极性导通模式下运行的工作特性。 第四，建立了横向磁场永磁电动机的数学模型，在MatLab/SimuLink软件平台上开发了横向磁场永磁电动机的通用模块化数字仿真模型。在此基础上，完成了本课题试验样机及其控制系统的动态仿真，优化了控制策略，分析了不同模式下运行的横向磁场永磁电动机的工作特性。同时，本课题把自主开发的通用模块化数字仿真模型与3DFEM结合起来，创建了比较完善的横向磁场永磁电动机软件开发平台，为进一步研究横向磁场永磁电动机及其控制系统创造了良好的科研手段。 最后，对试制样机进行了实验研究。测试结果与设计计算相符合，验证了设计计算的正确性。
7.学位论文 刘哲民 横向磁通永磁同步电机研究 2006
提高电机的转矩密度，可以缩小电机的体积和重量，不仅节约原材料，而且可以使电机应用于许多对体积重量要求比较高的场合，同时横向磁通电机容易制成多极电机，适合低速大转矩直接驱动系统，是目前车、船电力驱动的发展方向。横向磁通电机由于可以获得较高的转矩密度现在正成为电机界研究的热点。作为国家高技术研究发展计划的一部分，本文对横向磁通永磁电机的一些共性关键技术问题进行了深入的研究，提出了横向磁通永磁电机的分析及电磁计算方法，并通过对横向磁通电机的结构和制造工艺的分析，提出了新型的工艺过程简便的结构。本文的工作主要包括以下几部分内容： 首先对本文研究的横向磁通电机的三维电磁场分析模型进行了简化，提出了对不符合周期条件的求解区域在工程设计允许的误差范围内进行简化处理的方法，同时对商业有限元软件进行了二次开发，编制了周期条件处理程序，减少了三维电磁场计算时间，使之更适合工程应用。 在此基础上，采用三维电磁场计算方法对横向磁通永磁电机内部磁通分布进行了研究，计算了各部分的磁通分布和漏磁通的走向，得到了电机的空载漏磁系数及空载反电动势以及主要的漏磁通分量。给出了在电磁场计算结果后处理基础上的横向磁通永磁电机的设计计算方法。在计算结果的指导下，本文提出了通过在转子端面附加轴向充磁永磁薄片以降低漏磁通从而提高横向磁通电机功率因数的方法，并设计出了新型的转子结构。 横向磁通电机结构复杂，但设计灵活，电机各参数之间相互制约，电机结构尺寸的选择对电机的转矩密度、漏磁系数影响很大，本文研究了横向磁通电机的结构参数对电机性能的影响趋势，给出了横向磁通电机设计的规律以及获得高的功率因数及转矩密度的途径和电机主要设计参数对电机性能的影响规律，为设计横向磁通电机提供了依据。 工艺性差是目前公认的一个主要问题。通过对各种电机的结构特点及其加工工艺的分析研究，提出了新型的横向磁通永磁电机结构，定子铁心采用硅钢片卷绕结构，转子采用内置式永磁体结构，给出了新的加工工艺方法。转子加工工艺过程与传统永磁电机相似，而卷绕定子铁心的加工工艺过程中，不需要冲剪，绕组机械化直接绕在定子铁心上，定子加工工艺性优于传统结构电机。同时没有冲剪下脚料产生，提高了定子硅钢片材料利用率。 本文中对样机的性能进行了测试，对比了测试结果与电磁计算结果，验证了电磁计算方法的准确性可以满足工程设计的需要。 最后文中通过与传统结构永磁电机的对比，说明本文研制的横向磁通永磁电机样机的性能、工艺性、经济指标达到了设计要求。 应用本文成果研制的单边横向磁通永磁同步电动机经省级质量监督部门的测试，性能达到了项目要求，本文的研究成果通过省级专家鉴定。
8.期刊论文 孟小利. 王莉. 严仰光. Meng Xiaoli. Wang Li. Yan Yangguang 一种新型电励磁双凸极无刷直流发电机 -电工技术学报2005,20(11)
提出一种新型电磁式双凸极无刷直流电机,它是在双凸极永磁电机基础上,用电励磁代替原电机的永磁结构,发电运行时,取消了原电机中的功率变换器和转子位置传感器,电机的结构和制造工艺简单,可靠性高,功率密度高,成本低.本文设计加工一台原理样机,并采用二维电磁场有限元法对其进行了精确分析计算,得到了电机的静态特性,与实验结果进行了对比.
9.期刊论文 孟小利. 严仰光 双凸极无刷直流电机的静态特性 -电器工业2003(12)
一、引言 双凸极无刷直流电机是在双凸极永磁电机基础上发展起来的一种新型无刷直流电机[1-4],电机的结构和制造工艺都非常简单,因而可靠性高、成本低.
10.会议论文 吴国定 磁滞合金2J27(Co12Mo17)磁钢研制概论 2007
某磁滞电动机用磁钢材料为Fe-Co-Mo系中的2J27在三十余年的对该磁钢的研制历程中,波澜起伏.在开头十年中常因起磁滞效应的磁钢性能不稳定.导致电机调试时故障频频,或者同步电压高或者转速偏低或者两者兼有,电机合格率较低.而到1983-1997年期间,由于采用优化磁钢处理工艺,能较好控制磁钢磁性能,因而电机性能较稳定,电机调试合格率较高,如就1985年投入数百台,几乎百分之百合格.但在2000年前后,由于主管工艺师的转换,工艺师参照国标中的回火规范,磁钢磁性能(包括磁滞性能)控制不好,曾多批试验,但一台电机未出.2002年起重新按优化工艺处理磁钢,仍能较好地控制磁钢磁性能,从而仍能顺利地研制出国内急需的某磁滞电动机.本文介绍2J27磁滞合金的特点，2J27磁滞合金的制造工艺和热处理过程中该合金组织性能的变化。
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下载时间：2010年1月7日