大功率牵引电机随负载变化的热场分析

为了获得牵引电机温升最高点随负载变化的规律,研究大功率牵引电机随负载变化的温度场。根据电机实际运行情况,考虑转子通风孔部分堵塞以及集肤效应对转子电阻的影响,建立采用轴向通风系统的具有校正转子电阻下的大功率牵引电机热模型。利用Simulink提供的模块构造仿真模型计算电机在负载变化时各重要部件的损耗,模拟电机各重要部件温升随负载的变化,分析计算温升最高值及位置点。仿真计算结果表明:电机转子的温度始终高于定子的温度,在定子区域,定子绕组温度高于定子铁芯温度。当转子通风孔出现阻塞时,电机各重要部件的温升明显升高,符合大功率牵引电机随负载变化的热场实际情况。     

基于零秒电阻拟合的电机绕组温升测试方法

为了解决直接测试电机绕组零秒温升存在困难的问题,基于零秒电阻拟合方法,对3种温升情况下的电机绕组温升计算理论进行了分析.采用线性最小二乘法确立了零秒电阻的拟合公式,利用金属电阻与温度变化的线性关系得到电机绕组零秒温升的计算方法,进行了温升试验和误差分析,并讨论了中小型电机绕组温升简化测试方法.试验结果表明,该测试方法有效,还可用于多种电机的温升试验测试.     

空冷水轮发电机定子冷却结构设计与分析

为改善空冷水轮发电机的通风冷却效果,研究了电机定子冷却结构的设计与性能分析方法。以一台250 MW空冷水轮发电机为例,考虑定子绕组换位、槽钢、槽楔形状和各通风沟间的相互影响等因素,构建了定子流固耦合的物理模型和数学模型;采用数值法计算了每根股线的损耗;基于流体传热理论和定子温升特点,通过改变电机内定子铁心和通风沟的结构尺寸,提出了3种定子冷却结构;对比不同结构下求解区域内流体场和温度场,给出了电机定子最优的冷却结构。最后,通过实验对建模的准确性和方法的可行性进行验证,结果表明,相比通风沟轴向长度,铁心段轴向长度对定子槽内绕组温升影响更大,合理调整电机定子通风沟和铁心段的数量和轴向长度,可有效降低槽内换位绕组的最高温度。     

双余度永磁同步电机温度场分析

介绍了一种各相绕组间低热耦合无电磁耦合双余度永磁同步电机.通过二维电磁场有限元分析,得到了电机定子绕组铜耗,定子铁心大齿、小齿和轭部铁耗,以及永磁体和护套的涡流损耗,计算出它们的生热率.根据传热学理论,确定了电机各部件的导热系数和表面传热系数,并对定子绕组线圈进行了精细化建模,建立了电机三维温度场模型,通过有限元分析得到了额定工况下电机的三维全域稳态温度分布结果.当一套绕组发生单相短路故障另一套绕组单独工作时,故障相绕组和工作绕组最高温度相差7.1,℃,说明相绕组间热耦合较低;当两套绕组同时工作时,机壳表面最高温度的分析结果和实验结果误差为4.5%,,验证了分析方法的有效性.     

煤水泵电动机转子绕组烧毁原因分析

拖动煤水泵的三相绕线式异步电动机在满载运行时,由于电源电压低于额定电压,转子电流增长比定子快;其它较大容量的异步电动机起动时电网电压短时下降,导致正在运行的异步电动机的电流短时增加。两者都使电机绕组的温度升高。由于转子的发热时间常数小,温升快。当绕组温度超过绝缘的容许温度时,绝缘迅速老化失效,引起电机转子绕组烧毁。     

考虑沸腾传热的车用永磁同步电机峰值工况温升特性研究

为研究电动汽车在高原环境下峰值工况运行时永磁同步电机的温升问题，建立RPI过冷沸腾换热模型。该模型考虑了气泡分离直径、气泡分离频率和气泡成核密度等的影响，能够对沸腾换热过程中两相流状态进行准确分析。运用沸腾传热理论研究电机的温升特性，在流体域中建立沸腾传热模型以及气泡子模型，模拟电机在高原环境下的运行环境来研究冷却液进口温度、海拔高度以及进口流速等因素对电机温升的影响。结果表明：在电机热机后进行试验与仿真，考虑沸腾传热时电机的温升特性更接近试验结果，所以研究电机的温升特性时应该要考虑冷却系统沸腾传热的影响；峰值工况下电机的温升特性随着冷却液进口温度的升高，电机绕组达到150℃所用的时间越少，即电机温度越高；在平原或者高海拔环境下，电机在峰值工况运行时的温度增长速率均随着冷却水进口水温的增大而增大，而电机的温度随着大气压强的降低而下降；由于冷却水的相变两相流沸腾传热现象，在高海拔地区运行时的温升特性比平原地区更好。     

微机在电机绕组温升测试中的应用

对家用电器中的小型电机绕组温升测量,我国尚都采用电桥的人工测量方法。此法难于实现自动检测和准确测出电机绕组在实际工作情况下的温升值,占用较多人力和时间,测量精度较低。本文介绍一种用TP801—Z80单板计算机控制的电机绕组温升测试装置,可同时实现对多台电机绕组温升的自动测量,提高了测试精度和工作效率。文中还介绍了装置的电路和控制程序设计等。     

基于支持向量机的热轧主电机风冷变频策略

对热轧主电机温升及其风冷变化机制进行分析,基于大量的热轧生产线工况数据建立了热轧主电机定子绕组的暂态温升模型,采用基于支持向量机(SVM)的回归算法对模型中系统参数进行辨识,并与传统最小二乘法的辨识结果进行对比.结果表明:所建立的暂态温升模型更加灵活且具有更好的预测效果;所提出的风冷电机变频策略在确保生产线安全运行的同时能够有效降低风冷电机的耗能,4台风冷电机的平均节能率超过50%.     

基于磁热耦合特性的水轮发电机定子温度预测

为避免水轮发电机运行过程由于定子温度过高产生故障,保障其性能的正常发挥,建立了水轮发电机温度场分布模型,提出了一种温度预测方法。首先,以张河湾抽水蓄能电站的水轮发电机为基础,依据电磁场理论,对发电机在工况下电磁场和定子部分损耗进行分析,建立其三维有限元模型;其次,运用磁热耦合特性计算获得发电机定子温度场分布;再次,采用人工鱼群算法(AFSA)和BP神经网络算法相结合,构造定子绕组和定子顶部的温度预测模型;最后,将仿真结果和监控改造后的实测数据进行对比验证。结果表明,通过人工鱼群算法对BP神经网络优化,提高了定子温度预测模型的精度。本文给出了有限元仿真模型和AFSA-BP温度预测模型,为大功率水轮发电机定子温度故障分析以及电机的设计优化提供了参考。     

不同冷源轮毂电机多模式切换温度场研究

针对轮毂电机电动汽车长时间运行时出现的散热困难问题,设计一种与之匹配的冷却机构和冷却方式.在此基础上,建立轮毂电机热磁耦合温度场仿真模型.对电动汽车的2种运行工况,开展基于不同冷源多模式方式下的轮毂电机热磁耦合温升研究及分析,并对仿真结果进行试验验证.结果表明:电动汽车在长时间运行过程中电机高温问题得到明显改善;2种运行工况对电机温升有不同的影响.仿真结果与试验结果吻合度较高,工况1中绕组最大误差为5.1％,转子最大误差为4.9％,工况2中绕组最大误差为4.8％,转子最大误差为4.5％,为轮毂电机电动汽车长时间运行过程中高温问题的研究提供一定参考.     

电容运转式单相电机的网络分析方法

以回路电流法为基础，借助于网络图论，建立了单相异步电机的网络方程。所用网络分析方法适用于定子绕组为任意连接方式的单相电机。由于主要的计算公式以矩阵形式表示，因此这一方法便于计算机编程。对于单相电机定子绕组的不同连接方式，只需在输入文件中改动有关矩阵的行数与列数及其中的元素，而无需改动主程序。以电容运转式单相电机为例，用网络分析法计算了该电机的某些性能指标，计算结果与实验结果相吻合，表明了分析方法的正确性。     

永磁同步电机参数扰动抑制方法

在电机参数发生扰动的永磁同步电机控制系统中,为提高无差拍预测控制性能,需要对电机参数扰动进行补偿. 文中利用永磁同步电机数学模型分析了参数扰动对无差拍预测控制的影响;针对定子电感和定子电阻的扰动设计了自回归模型,利用前若干控制周期的参数扰动量估计出当前控制周期的扰动量;将估计的参数扰动量补偿到无差拍预测控制的输入端,实现对永磁同步电机的控制. 仿真和实验结果表明提出的自回归模型参数扰动估计方法能够有效抑制永磁同步电机定子电阻和定子电感的扰动.      

用人工神经网络实现对感应电机转速的估计

为了准确估计电机的转速,提出了基于人工神经网络的转速估算方法。从感应电机的动态方程出发,推导出了转速的表达式,然后根据转速与定子电压、定子电流、转子磁链之间的非线性关系,建立了两种人工神经网络转速估计模型。仿真结果表明,这两种基于人工神经网络的转速估计模型可以准确跟踪电机转速的变化,即使转子电阻参数发生变化,这两种转速估计模型仍具有良好的性能     

绕组故障时异步电机定子电磁振动频谱的计算

本文阐述在绕组故障和非故障情况下异步电机定子径向电磁振动频谱的计算方法,这一方法可以全面考虑各种气隙磁场谐波的影响,并对一台绕线式异步电机在定子绕组发生相间短路及正常运行时定子电磁振动的频谱作了计算和比较.     

三相异步电机定子轴系ABC下的Matlab/Simulink仿真模型

提出了三相异步电机三相定子轴系ABC下的数学模型,模型中电压与电流变量就是电动机定子电压与电流的实际值,对由变频器供电的电动机控制系统来说,利用该模型,变频器和定子之间无需进行电压或电流的变换,且该模型具有dq轴系模型的优点,采用Matlab／Simulink对该数学模型构建仿真模型,并通过实例进行了验证,结果表明,仿真结果与实际值相一致,说明本文建立的模型是有效的。     

带转子电阻估计的感应电机无速度传感器控制

对于转子电阻未知的感应电机提出了一种可以估计转子电阻的转速估计方法.该方法假设定子电阻已知,用改进的电压模型估计转子磁链.然后根据感应电机的静止坐标系模型推出转速和转子电阻的表达式,在已知转子磁链的情况下,将这两个表达式看作一个二元一次方程组,解出转速和转子电阻的解析表达式,分析了这两个量的表达式的成立条件.提出了感应电机的无速度传感器控制方案.仿真研究表明,本文提出的方法能准确地估计感应电机的转速和转子电阻.     

一种适用于谐波起动电动机的新型定子绕组

通过对谐波起动电动机广泛采用的定子绕组存在问题的分析,提出了一种结构更加简单,控制方便的定子绕组,该定子绕组线圈的匝数、线规都相同,解决了谐波起动电动机定子绕组不等匝引起的设计和制造工艺困难的问题.对该绕组的设计方法进行了分析和介绍,并以8极72槽定子绕组实例加以说明.     

交流电机定子绕组磁势的分析

从综合角度,分析了交流电机结构及定子绕组磁势的异同和相似之处。提出用一种新的方法来推导交流电机定子短距绕组系数,并用一种简单而直观的实验方法验证三相交流电机定子绕组中所产生的旋转磁场。