Internal Combustion Engine&Parts
1工作原理
电机转子在旋转时通常采用了磁通切换原理，它将电机中的线圈匝链中的路径进行自动切换，使磁通中的数值进行自动切换，依据磁阻最小的原理进行磁通切换闭合。 当电机在运行过程中，转子处于穿入状态的位置时，当产生的磁通穿过转子单元时，之后就进入定子齿，通过齿轮间的缝隙返回永磁体。当电机转子处于穿出状态的位置时，形成的磁通数值不变，但是经过的路径是较为相反的，就形成了一个数值相同极性相反的路径。
1.2调磁原理
通研究永磁同步电机，设计一种新型机械调磁装置，以更好的达到调节磁场的目的。新型机械调磁装置相对于传统磁块，不断减少了装置调磁的用量，同时，也能达到很好的效果。如图1、图2可以看到，主磁通路径基本上是保持一致的，它主要是通过调节磁块，形成的漏磁通，达到减 少主磁通减少磁场的效果。根据相应的原理可知，电机在运行过程中可以分为两种运行状态，分别为对
齐状态和错开状态。当呈现对齐状态时，磁通在进行切换过程中是相同的，当呈现错开时，可以进行及时的调整。
当电机的转速处在额定以下，其中的单元转子与调磁块处于相对的位置，图1所示，电机主磁通路径为上图所示，从而形成磁通闭合路径。下列表达式（1）为电枢绕组产生的感应电动势由永磁磁场产生变化。其中：ω，电机运行角速
度；ψ，永磁磁链。
（1）
当电机的额度处于转速以上时，通过使用机械调磁装置动作，可以有效的使调磁块与单元转子错开一定角度，可以改变气隙主磁通中的数值。图2错开状态是电机的主要磁通路径图。当主磁通路径与调磁装置中未动作相同时，部分的磁通会通过调节磁块而形成的闭合路径，并减少电机中的主磁通，随之磁密也会减少，并将电机中的扩速性得到一定的提升[1]。
2电机电磁设计与优化
机械调磁永磁电机与普通磁通切换电机相似，故在不
———————————————————————
作者简介：刘国增（1983-），河南南阳人，本科，郑州轻工业学院，助理工程师，研究方向为电机与电器（电机电器）。
3机床操作方法
该机床的使用方法如下：工人将活塞环毛坯安装到料仓1上的工装6上。凸轮分割器4驱动的分度盘5旋转，实现工位之间切换。上料时，上下料桁架2上的手抓11夹住工装6上的活塞环毛坯，并通过旋转气缸10的旋转及滑台8、升降柱9的往复及升降动作，将活塞环毛坯安装到机床部分3上的夹具16上。回转油缸13拉紧夹具16，夹紧活塞环毛坯，此时主轴动力箱12旋转，铣刀动力头
17旋转，锯片铣刀15旋转，丝杠传动系统19驱动铣刀动力头17做进给运动，实现切片加工。加工完成后铣刀动力头17退回。活塞环下料与上料原理相同。
江苏省物业管理条例
4结束语
该活塞环毛坯自动切片机床的研发，大大提高了活塞环的切片效率，工人只需在待料区放料，其余全为自动运行，可以实现一个工人同时操作多台机床，大大节省了人工成本。该机床在活塞环加工领域处于领先地位。
参考文献:
[1]侯放.机床夹具图册[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2007.
[2]薛源顺.机床夹具设计[M].北京：机械工业出版社，1997.
[3]成大先.机械设计手册[M].化学工业出版社，2002.
[4]杨叔子.机械加工工艺师手册[M].北京机械工业出版社，2001，8.
齿槽转矩新型磁通切换机械调磁永磁电机设计分析
刘国增；周明；完艳丽
（卧龙电气南阳防爆集团股份有限公司，南阳473000）
摘要：本文结合磁通切换机械调磁永磁电机的优点研究了漏磁式机械调磁永磁电机。通过借助机械调磁中的装置进行磁通切换电机内部磁场分布，利用ANSYS软件对电机中的结构数据参数进行了分析，并根据不同的位置将电机中不同的磁块进行了性能分析。结果表明：将磁通切换机械调磁永磁电机中的结构进行合理的设计才能更好的调节磁性能。
关键词：磁通切换电机；机械调磁；弱磁；有限元
分析
图1对
接触未来齐状态
图2错开状态
考虑电机绕组电阻的情况下，电机的主要尺寸如下：
机械调磁永磁电机的工作原理与普通电机工作原理是比较相似的，在不考虑电机绕组的情况下，工作的电机尺寸为
泵效率
：
（2）
注：K d 的值一般取0.90-0.94；C s 的值一般取0.2-0.25；A s 的经验数值为15000-30000。
本文以12/10极结构的磁通切换电机为例，并选用了
N35型的材料钕铁硼，电机绕组的方式为集中式绕组，具
体结构图如图3所示。参考的数据值为：转子齿占内径弧
度lr/（°），数值：6；额定功率P N /kW ，数值：1；转子极数N r ，
数值10；转子内半径Re/mm 。数值：88、69.4；气隙宽度h z /
mm ，数值：0.4。在磁通切换机械调磁永磁电机数据的基础
上，以达到增大电机功率和降低齿槽转矩为主要目的，并
利用ANSYS 软件对电机各个参数进行不断的优化设计[2]。
图3电
机结构图
2.1转子优化
转子形状在设计过程中，将其形状设计成U 形槽，经
过相应的数据计算初始转子齿的宽为6°。但是这一结构
的设计并不是最优化的设计，因此，本文提出了E 形槽转子结构。通过两种结构分析对比将齿槽转矩、反电动势与转子形状产生了一定的影响。将原来的U 形槽转换为E 形槽后，其中的转子槽口会变小，其中的定转子的横截面增大，造成之间的磁阻效果减少，可以更好的形成强大的反电动势。经过一系列的改变分析，发现E 形转子结构分布的磁力比U 型转子分布磁力的结构更为合理，并通过相应的改进发现空载反电势的空间更大。根据两种结构电枢绕组磁链变化规律我们可以知道，当转子呈现为U 型结构时，它自身的数值为0.054WB ，其中转子为E 形结构绕组磁链时，它的数值最高可以达到0.054WB 。U 形槽转子和E 形槽转子的结构是比较相似
的，但是E 型的电机绕组磁链更加明显，所以它的结构和应用效率也更加明显[3]。
2.2永磁体优化
本文从磁化自身厚度和永磁体的形状两个方面进行
了对比进行了电机方面的优化，能够能好的满足电机性能，并充分的提升电机永磁材料的利用回收率。在进行初始设计过程中，将电机的永磁体结构设计为扇形，并通过一系列的改变和提升将其改变
扇形相对于平行结构的倾斜角，进而分析了永磁体齿宽对电机性能产生的变化。
不同倾斜角下β的变化曲线是随着角度而进行变化的，随着角度的不断变化下，整体的曲线并没有发生很大的变化。根据相应的数据发现，当β的数值等于2时，其中电机绕组的反电动势中峰值是最大的[4]。
综上所述，根据相应数值尺寸参数进行分析，最终的电机结构数据参数为下列表1所示。
表1电机优化后主要结构参数参数数值数值转子形状永磁体形状E 形平行结构6
5
参数转子齿占内径弧度lr/（°）永磁体宽占内径弧度lPM/（°）3电机有限元分析3.1磁场分布图当电机在运行过程中，处于额定转速以下时，机械调
磁装置中的单元转子和调磁块要处于中心并对齐的位置。
当电机的速度到额定转速以上时，那么电机中的两者错开
833uu
角一定会展开一定的高度，通过二者相应的数据值和位置
进行对比发现，其中电机的气隙磁场发生了非常明显的变化，有效的实现了调节电机内部磁条的效果，更有达到调节电机内部调磁的目的[5]。
3.2气隙磁密
电机在运行过程处于额定转速下，自身的气隙磁密具备一定的效应。当永磁体切向充磁过程中，自身的磁密幅值可以达到2.1T ，当电机中的数值处于额定转速以上时，可以有效的起到调节磁装置的作用，并形成一定的漏磁通，会造成气隙磁密峰值进行减少，其中数值为1.5T 。根据以上数值进行分析可以知道。在电子中安装机械调磁装置可以有效的减少电机运行过程中内部的气隙磁密性，以更
好的达到调节磁速的目的，为永磁电机运行的稳定向奠定
了坚实的基础[6]。
4结论
随着我国能源污染日益严重趋势下，人们开始逐渐重
视稀土永磁电机，主要原因是因为它具备高效节能的效果，经过不断的应用下得到了业内发展的重视。目前，随着永磁电机的不断应用下，在生活中已经形成普遍使用的现象。但是，在应用过程中由
于传统的永磁电机在气隙磁场调节上存在一定的问题，导致在发电过程中电机会出现故障问题，并难以去磁，同时还具备运行效率低、不可逆退磁等现象，极大程度的限制了永磁电机运行稳定性。参考文献院
[1]孙宇新，吴昊洋，施凯，等.新型双绕组无轴承磁通切换永磁电机的设计与分析[J].排灌机械工程学报，2017，35（12）：1096-1104.
[2]张志轩，刘雨锋，钟清伟，等.新型磁通切换机械调磁永磁电机设计分析[J].微特电机，
2019，47（7）：25-29.[3]吴昊洋.无轴承磁通切换永磁电机设计及数字控制系统研
究[D].江苏：江苏大学，2017.
硝酸银溶液[4]杨祺.Halbach 型磁场调制式无刷电力无级变速器参数匹配
设计与性能研究[D].江苏：江苏大学，2017.
[5]邱海兵.定子永磁型磁通切换双转子电机及其混合动力合成系统研究[D].江苏：江苏大学，2014.[6]王影星.混合动力汽车用定子永磁型双机械端口电机的基础研究[D].江苏：江苏大学，2013.
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议