十二相高速异步发电机转子损耗

为了分析采用鼠笼实心转子特殊结构的十二相带整流负载高速异步发电机转子发热情况,需要准确求得电机转子中产生的损耗。采用有限元软件AN SY S对电机进行了二维谐波场及瞬态场的计算,将转子损耗分为定子基波电流产生的基波磁场引起的损耗、定子基波电流产生的齿谐波磁场引起的损耗和齿谐波磁导变化引起的损耗等3部分。仿真计算结果表明:基波磁场损耗较小,47、49次齿谐波磁场损耗较大,而齿谐波磁导变化引起的损耗最大。因此,在高速实心转子异步电机中,齿谐波磁场和齿谐波磁导变化在转子引起的损耗占转子损耗的主要部分。     

基于链型等效电路的鼠笼式异步电机启动研究

采用链型等效电路,对影响启动的高次谐波建立谐波等效电路,推导出参数的计算公式,通过分析和计算,绘制出鼠笼式异步电机的转矩-转差率(T-s)曲线,为电机设计和绕组选择提供评估参考.仿真结果表明即使高次谐波含量很小,也可能造成较大的转矩下凹,从而影响启动.     

磁场定向异步电机的磁饱和影响及转矩优化分析

为分析铁磁路饱和对磁场定向异步电机性能的影响 ,提出了一种新的基于 MT同步旋转坐标系下考虑异步电机主磁路饱和的非线性数学模型。通过有限元计算分析表明 ,异步电机饱和的区域主要集中在靠近 M轴的齿部和轭部 ,而在 T轴上 ,由于定转子间的转矩电流在磁路上达到磁平衡使得磁路呈线性化。在分析饱和交叉影响的同时分析了该模型的适用条件。应用该模型 ,分析了异步电机的输出转矩密度 ,计算结果表明适当选择电机的转子磁链大小 ,将会提高电机的每安培输出转矩能力     

三相交流异步电机矢量控制系统仿真建模

分析了三相交流异步电机的数学模型,介绍了三相交流异步电机的矢量控制原理.采用模块式设计方法和结构化设计方法,开发了基于MATILAB/SIMULINKV参数化三相交流异步电机矢量控制仿真模型.该模型的输入参数为电机转子目标转速和转子实时转速,输出参数为电机输出转矩.基于建立的仿真模型开展了电机空载变速过程和恒速加载过程仿真.仿真结果表明,所设计的仿真模型能够实现电机运动过程中转速和转矩的准确计算;所设计的参数化仿真模型可用于三相交流异步电机矢量控制系统仿真研究.     

基于转矩角正切值的车用异步电机转子时间常数辨识

针对异步电机转子时间常数随温度和磁场饱和而变化,从而破坏定子电流励磁分量和转矩分量解耦条件,影响按转子磁链定向间接矢量控制系统动、静态性能的问题,提出了一种通过对比给定转矩角正切值与反馈转矩角正切值,并利用PI控制器来实时辨识异步电机转子时间常数的方法。对转矩角正切值与转子时间常数之间的关系进行了理论分析,推导了异步电机反馈的转矩角正切值计算公式,建立了MATLAB/Simulink环境下异步电机矢量控制系统的数学模型及基于转矩角正切值的转子时间常数辨识模型,并进行了仿真验证。仿真结果表明,这种基于计算转矩角正切值的异步电机转子时间常数辨识方法能够准确辨识出电机的实际转子时间常数,验证了该方法的正确性和可行性。     

基于无功功率模型的异步电机矢量控制系统转子时间常数辨识

针对异步电机矢量控制系统受电机参数变化影响大的问题,采用模型参考自适应系统(MRAS)在线辨识电机转子时间常数.为了增强辨识方法对定子电阻的鲁棒性,提高辨识精度,根据转子磁链模型构造无功功率模型建立MRAS,采用Popov超稳定性理论设计自适应规律,得到基于无功功率模型的转子时间常数辨识方法,抑制定子电阻变化对辨识精度的影响,将该转子时间常数辨识方法应用于异步电机矢量控制系统.仿真结果证明:MRAS有效地提高了矢量控制系统性能,转子磁链轨迹趋于圆形,电流谐波分量明显减少;转子磁链观测误差明显降低,其平均绝对误差相对值为2.87%;转矩脉动大大降低,其平均绝对误差相对值为2.09%.     

考虑转子磁场谐波的永磁同步电机双闭环非线性建模分析

为分析转子磁场谐波对电磁转矩的影响,同时准确模拟电机动态运行工况,在推导考虑转子磁场谐波非线性数学模型的基础上,建立考虑转子磁场谐波的Simulink双闭环非线性仿真模型,并与开环模型进行对比分析。得到转子磁场谐波使得电磁转矩中出现6K(K∈N)阶谐波成分,和6K阶以外的转速谐波成分。最后以目标电机为研究对象,进行动态高阶转矩试验测试。研究结果表明:该双闭环非线性模型的正确性,从而为电机动态运行工况下的转矩特性分析提供了一种准确、有效的建模方法。     

电网谐波对大功率矿用电机电磁转矩影响的分析

当煤矿电网供电系统含有谐波分量时,矿用电机的气隙中存在时间谐波磁动势,从而导致矿用电机转子上不仅有基波电流产生的电磁转矩,还有谐波分量产生的附加谐波转矩。首先,采用频域法分析了谐波电磁转矩产生的机理,该方法可以单独计算所有可能的谐波转矩,使谐波转矩产生的物理概念十分清晰。其次,结合有限元软件(MagNet)仿真,分析了大功率矿用电机在不同电网谐波幅值下的脉振电磁转矩。分析表明:电网谐波电压越大,谐波脉振转矩的峰值越高。分析结果对于防爆电机的设计和制造有一定的参考价值。     

转子磁极分段移位斜极对永磁同步电机转矩的影响

为了降低齿槽转矩和转矩脉动对电机性能的影响,采用电机转子磁极分段移位斜极方法达到减振降噪、提高永磁同步电机性能的目的.基于此方法对电机的齿槽转矩进行理论计算,并利用有限元法在Maxwell中建立8极48槽内置式永磁同步电机模型,分析转子磁极分段移位斜极方法对齿槽转矩和转矩脉动的影响.研究结果表明:齿槽转矩中除了次数为转子磁极分段数及其倍数次的谐波外,其余谐波基本得到消除,并且随着转子磁极分段增加,齿槽转矩峰值逐渐降低,尤其在磁极分三段时,齿槽转矩峰值下降5.22 N·m,对齿槽转矩的削弱效果最为明显;负载转矩和转矩脉动随着转子磁极分段数的增加逐渐降低,转子磁极分两段时降低幅度较为明显,与转子磁极不分段相比下降60%,并且随着转子磁极分段数增加,转矩脉动趋于平稳.     

永磁同步电机磁通谐波抑制的补偿控制仿真

永磁同步电机的转子永磁体励磁磁场中含有的谐波分量,将增加定子绕组内磁链的谐波分量,增大电机的损耗,导致电机温度升高,同时产生转矩波动.根据内置式电机转子磁场的特点,建立电机模型,并在该模型基础上提出一种对磁场谐波抑制的补偿控制算法,通过降低谐波分量来减少定子铁损.同时对电机因磁场谐波引起的转矩波动进行补偿,从而减小振动和噪声.仿真结果表明该补偿控制算法使得磁链谐波分量明显降低,转矩波动减小.     

鼠笼异步电机启动过程工作特性与磁场分析

利有限元数值分析软件建立了1．1kW三相鼠笼异步电机二维有限元模型．对启动过程的工作特性以及电机内的磁场分布和转子电流密度分布进行了计算和分析。得到了定子电流、输出转矩随转子转速变化的关系图以及启动过程中不同时刻电机磁力线分布图和转子导条电流分布图。对电机磁场的研究结果表明：启动时刻磁力线主要集中在临近转子表面较薄的一层内。转子导条电流密度沿径向逐渐增大,有明显的集肤效应。当电机稳定运行时,磁力线较均匀地分布在定转子铁芯内部,转子导条电流密度也均匀分布。通过场分析方法对该种异步电机进行研究。为异步电机参数的计算、结构的改进、控制系统的设计以及进一步的异步电机温度场计算提供了可靠依据。     

内置式永磁电机齿槽转矩的优化设计

针对内置式永磁同步电机存在的齿槽转矩问题,采用有限元软件Maxwell分别对不同分段数、不同非均匀气隙情况下的内置式永磁同步电机进行分析.理论分析表明:转子分段斜极可以抑制齿谐波,从而削弱齿槽转矩;而采用非均匀气隙结构则可以通过优化气隙磁密的特定次谐波削弱齿槽转矩.依据理论分析,提出一种二者相结合的方法抑制电机的齿槽转矩.优化结果表明:该方法能有效地抑制电机的齿槽转矩.     

变频调速异步电机的谐波分析

分析了异步电机在变频电源驱动下的谐波产生基理及对电机运行性能的影响．建立了变频调速系统的仿真模型,并对变频器供电及标准正弦供电时电机的运行性能进行了仿真比较．结果显示,异步电机的电流及转矩在变频器驱动下都出现了明显的脉动．     

异步电机直接转矩控制系统SVPWM算法的改进

针对异步电机直接转矩控制系统存在的转矩和磁链脉动大、器件开关频率不定等缺点,分析了异步电机减小转矩脉动的SVPWM算法,该算法是在假设定转子磁链近似相等的条件下得到的,这在一定程度上降低了控制精度;考虑到定、转子磁链的不同,提出了一种改进方案,并通过MATLAB仿真证明了改进方案的可行性。仿真结果表明,改进后的算法的精度更高,电机的转矩和磁链的脉动更小,开关频率固定。     

高速异步电机转子闭口槽集肤效应预测

由于逆变电源中大量谐波分量的存在,高速异步电机转子槽中的集肤效应现象更加严重．因此,在电机设计和分析过程中．必须准确考虑集肤效应对转子参数的影响．首先,采用有限元法分析不同转子槽形的集肤效应系数．在此基础上,利用有限元法精确计算结果．提出一种人工神经网络的非线性映射能力预测电机转子集肤效应系数的新方法．该方法能够快速、准确的给出不同槽形、不同频率时的集肤效应系数。     

转子通风结构对永磁电机转子流体场和温度场的影响

为降低实心转子永磁电机转子温升,以一台全空冷315kW、6kV实心转子永磁电机为例,建立了该电机转子无通风沟的三维全域流体与固体耦合传热数学模型,给出了计算区域边界与假设条件,采用有限体积法求解三维流体与固体耦合传热数学方程组,得到了转子体的温度分布,与实验数据对比验证了计算方法的准确性.由于转子无通风结构,转子体的温度较高.为了降低转子温度,提出了在电机转子上开轴径向通风沟的多种结构方案,研究了转子径向通风沟数量与位置对转子内温度分布及空气运动的影响.结果表明:在转子上开轴径向通风沟能够有效降低转子温度,为实心转子永磁电机通风系统设计提供了理论依据.     

非正规定子绕组的谐波分析

为解决定子绕组采用非正规排列的电机的谐波分析难题,以单个线圈为基础,对定子采用非正规排列的异步机的绕组谐波进行分析,推导出每相绕组谐波的分布系数、绕组系数的计算公式,进而导出绕组谐波的三相综合分布系数和三相合成磁动势等相关参数的表达式,并通过计算机辅助设计系统给出非正规异步电机的谐波分析结果和转矩-转差率曲线.     

基于场路结合的实心转子异步电机转子参数计算

异步电机等值电路中的转子电阻R2′与电抗X2′是影响电机性能的两个重要参数，提出了基于场路结合的有限元法计算R2′和X2′，解决了解析算法不能准确考虑运行工况及磁路饱和对参数的影响问题。该方法对实心转子异步发电机和异步电动机同样适用。     

转子槽数对电动汽车用异步电机性能的影响

介绍了一种应用在电动汽车上的高功率密度异步电机.首先简要分析了转子槽数对附加损耗和最大转矩的影响,然后通过场路耦合的有限元方法对6种不同转子槽数下的电机电气性能做了仿真分析,研究了电机的气隙磁通密度波形、电机的磁通密度分布以及输出转矩的波动情况,并计算了电机满载时的铜耗和铁耗,进行了性能参数的比较,最终得到了合理的转子槽数.通过分析表明,当电动汽车用异步电机转子槽数设计为68槽时,与其他槽数的电机相比,其电流密度最高可降低2.97%,过载能力最高可提高13.8%,并且电机效率可达91.55%,电机有最佳的性能输出,能够很好地满足电动汽车对驱动电机的性能要求.     

具有螺旋运动的铁磁体实芯转子异步电动机的磁场分析

本文运用解析法对具有螺旋运动的铁磁体实芯转子异步电机的磁场和电磁力进行了分析。转子作螺旋运动时,与旋转运动电机比较,电机的电磁转矩和功率因数有所降低。当轴向运动分量V_z与旋转运动分量V_x相比不大时,工程上可近似按一般旋转电机计算,然后予以适当修正。