齿槽转矩利用型低脉动虚拟极辐向永磁电机设计机理

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51907080
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    27.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0703.电机及其系统
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The spoke-type permanent magnet (PM) motor has the advantages of low cost, high efficiency and high torque density. It has become a research hotspot in the field of electric vehicle. To overcome the demerit of high torque ripple of the existing spoke-type PM motor, a series of low torque ripple spoke-type PM motors with virtual magnetic poles are proposed. Based on the plasticity of the virtual magnetic poles, the asymmetrical and shifted poles are adopted to reduce the torque ripple from the aspect that the torque ripple components are simultaneously suppressed when the cogging torque, PM torque ripple and reluctance torque ripple are regarded as a whole. Furthermore, on the basis of accurately separating the torque ripple components, the cogging torque is used to cancel the PM torque ripple and the reluctance torque ripple, realizing cogging torque utilization low torque ripple spoke-type PM motor design by mutually suppressing the ripple components. Considering the effects of tolerance, machining error and PM parameters on the torque performance of the motor, the design method of motor parameters with high robust is investigated. Meanwhile, the multi-physical field simulation models of the new motor topologies will be built to ensure the feasibility of motor parameter design and to compare the advantages and disadvantages of different low torque ripple design methods. An experimental platform will be built to analyze and evaluate the comprehensive performance of the motor system. The basic scientific problems can be refined to reveal the torque ripple suppression mechanism and the general design method of the proposed motor, laying theoretical and experimental foundation for its application.
辐向永磁电机在兼具高效率和高转矩密度的同时还具有低成本的优势,已成为电动汽车领域的研究热点。克服现有辐向型永磁电机高转矩脉动的弊端,提出一类具有虚拟极的低脉动辐向永磁电机。利用虚拟极的可塑性,采用非对称、偏移极设计,将齿槽转矩、永磁转矩脉动和磁阻转矩脉动视作一个整体,从转矩脉动各分量同时抑制的角度来实现转矩脉动的降低;进一步地,在精确分离各转矩脉动分量的基础上,利用齿槽转矩来抵消永磁转矩脉动和磁阻转矩脉动,从各分量相互抑制的角度实现齿槽转矩利用型低脉动辐向永磁电机设计;考虑公差、加工误差及永磁体参数各样性对电机转矩性能的影响,研究高鲁棒性的电机参数设计方法;构建新型电机拓扑的多物理场仿真模型,保障电机参数设计可行性并对比分析不同低脉动设计方法的优劣;搭建实验平台,进行电机系统综合性能的分析与评估;提炼基础科学问题,揭示新型电机的转矩脉动抑制机理和一般性设计方法,为其应用奠定理论和实验基础。

结项摘要

辐向永磁电机在兼具高效率和高转矩密度的同时还具有低成本的优势,已成为电动汽车领域的研究热点。本项目研究了多种高转矩性能的辐向型永磁电机。针对该类电机在设计过程中很难兼顾平均转矩与转矩脉动的问题,在总结分析现有该类电机特点的基础上,提出多种新型辐向永磁电机结构。包括整数槽和分数槽辐向永磁电机、对辅助凸极进行修型的辐向永磁电机、低永磁体用量的混合转子辐向永磁电机以及倒T型辐向永磁电机。接着,基于智能优化算法对提出的电机进行多目标优化设计,优化后电机的转矩和转矩脉动都得到了改善。然后分析该类电机的转矩脉动抑制方法,揭示转矩脉动抑制原理。最后,制造加工了多个实验样机,测试了样机的电磁特性及其他性能,本项目从电机本体结构、设计与优化、有限元对比分析、仿真与实验验证这些方面对所提出的电机进行了系统性的分析与设计。所提出的各类新型辐向永磁电机能克服传统辐向永磁电机转矩脉动高的弊端,为辐向永磁电机在交通运输、航空航天、伺服控制等领域的应用奠定理论基础和实验基础。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(3)
Torque Performance Improvement of Consequent-Pole PM Motors With Hybrid Rotor Configuration
采用混合转子配置的交替极永磁电机的扭矩性能改进
  • DOI:
    10.1109/tte.2020.3041194
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Transportation Electrification
  • 影响因子:
    7
  • 作者:
    Gaohong Xu;Wenxiang Zhao;Guohai Liu;Fangfang Zhai;Qian Chen
  • 通讯作者:
    Qian Chen
A Simplified LPTN Model for a Fault-Tolerant Permanent Magnet Motor under Inter-Turn Short-Circuit Faults
匝间短路故障下容错永磁电机的简化LPTN模型
  • DOI:
    10.3390/en15228651
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Energies
  • 影响因子:
    3.2
  • 作者:
    Zexin Jia;Gaohong Xu;Pengliang Qian;Qian Chen
  • 通讯作者:
    Qian Chen
Multi-objective Optimization Design of Inset-surface Permanent Magnet Machine Considering Deterministic and Robust Performances
考虑确定性和鲁棒性能的嵌入式永磁电机多目标优化设计
  • DOI:
    10.23919/cjee.2021.000027
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Chinese Journal of Electrical Engineering
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Xu Gaohong;Jia Zexin;Zhao Wenxiang;Chen Qian;Liu Guohai
  • 通讯作者:
    Liu Guohai
A new spoke PM motor with ECC ASPs to reduce flux density harmonics
具有 ECC ASP 的新型轮辐永磁电机可减少磁通密度谐波
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Energies
  • 影响因子:
    3.2
  • 作者:
    Gaohong Xu;Tang Tang;Qian Chen;Zexin Jia
  • 通讯作者:
    Zexin Jia
A new fault-tolerant rotor permanent magnet flux-switching motor
一种新型容错转子永磁磁通切换电机
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Transportation Electrification
  • 影响因子:
    7
  • 作者:
    Stephen Eduku;Qian Chen;Gaohong Xu;Guohai Liu
  • 通讯作者:
    Guohai Liu

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

新型磁悬浮开关磁阻电机的有限元分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    微电机
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐青松;孙玉坤;周应旺;徐高红
  • 通讯作者:
    徐高红
混合磁轴承转子偏心时悬浮力计算与有限元分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
    微电机
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周应旺;孙玉坤;徐高红;徐青松
  • 通讯作者:
    徐青松
低成本辅助凸极式辐向永磁电机的鲁棒性优化设计
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    中国科学: 技术科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈前;廖继红;赵文祥;刘国海;徐高红
  • 通讯作者:
    徐高红

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码