磁场调制型永磁容错轮缘推进电机设计与优化

针对永磁容错轮缘推进电机定子槽数过多、电机质量较大、转矩密度较低的问题,提出一种磁场调制型永磁容错轮缘推进电机结构.采用解析法分析了电机的工作原理,采用单参数扫描法研究了定子关键结构参数对电感和反电动势的影响,采用响应面法和多目标遗传算法对电机进行优化,得到最优的定转子参数.利用有限元仿真软件分析了电机的气隙磁密、反电动势、电磁转矩以及容错性能.结果 表明,磁场调制型永磁容错轮缘推进电机具有更高的转矩密度和更强的故障容错能力.     

基于遗传算法的直线感应电机帽型次级结构参数优化设计

为了提升直线感应电机的性能,在考虑直线电机所特有的横向和纵向边缘效应的情况下,建立了帽型次级直线电机的等效电路.确定帽型次级的优化变量后,得到推力、效率、功率因数和单位次级重量的解析表达式和多目标优化函数模型.通过遗传算法求解,在次级宽度的约束条件下,实现了推力、效率、功率因数和单位次级重量等量的优化计算.建立复合次级和帽形次级3-D FEM模型,将解析优化与有限元仿真进行对比,证明了优化方法的易用性.     

圆筒型无铁心永磁直线电机空载磁场解析计算

针对轴向充磁圆筒型无铁心永磁直线电机,提出一种在圆柱坐标系下基于磁荷法的空载磁场解析计算方法.利用该解析法对无铁心直线电机的空载磁场分布进行分析,得出空载磁场的轴向和径向磁场分布表达式,并结合电机结构参数,推导出电机的反电势和推力.之后分别采用该解析法和有限元法计算了某型号圆筒型无铁心永磁直线电机的空载磁场、反电势和推力.最后使用有限元法分析了负载电流对电机磁场的影响.结果表明,所提出的解析计算方法的结果与有限元结果非常接近,验证了该解析法的正确性;负载电流对永磁体表面处的电机磁场分布几乎无影响,体现了该种电机结构的优点.     

面向电织针设计的直线电机模型参数选择

针对一种面向电织针设计的超薄永磁直线同步电机,在提出直线电机模型的条件下对其气隙磁场进行研究,最后分析直线电机的各个参数对气隙磁场强度的影响,并利用分析结果设计直线电机的参数,完善直线电机的模型设计,为进一步的样机制作打下基础.     

基于离散样本的一种最优化方法研究

探索一种解决结构优化设计问题的新思路.以一种新型直线电机的结构参数优化为例,通过建立电机的有限元计算模型及试验验证,获得了用于支持向量机回归建模的离散样本空间,建立了SVM回归模型,进一步采用遗传算法和混沌优化方法,对直线电机的结构参数进行了优化,获得了直线电机的较优结构参数.为最优化设计问题提供了一种新的思路,实践应用证实了该方法是有效可行的.     

小型永磁直流直线电动机的设计

以电机内部磁场网络划分理论为基础，分析了典型直线电机磁通密度分布。以场的分布理论为指导，对一种小型永磁磁钢直流直线电机进行了设计计算。列出了这种水型永磁磁钢直流直线电机的详细计算公式，对设计结果进行了实际参数测试。     

永磁式开关磁阻直线电机的设计及分析

针对传统直线式开关磁阻电机在运行时,往往会继承开关磁阻旋转电机的不良特性,推力脉动大,噪声等问题。为优化直线式开关磁阻电机运行特性,精确计算直线电机运行电磁参数,笔者改进并设计了一种永磁式开关磁阻直线电机,并采用许-克变换法对其磁场分布进行公式推导,在此基础上利用麦克斯韦应力张量法计算基于磁场分布的电磁推力,并与有限元法得出的结果进行比较,证明所用计算方法正确可靠,同时具有较高精度。许-克变换法可为直线电机的设计以及运行过程解析计算提供可靠的工具。     

轨道交通中的直线感应牵引电机特性分析

阐述了对电机性能影响最大的纵向边缘效应,通过电磁场分析得到该效应对磁场的负面作用,并使用有效初级绕组相感应电势的方式得到等效系数.通过该等效系数将纵向边缘效应考虑到等效电路中去,使考虑纵向边缘效应的电机特性很方便得到计算.实验中分别讨论了电机在不同气隙和供电频率下的推力、法向力、次级功率因数和效率的变化曲线,为直线感应牵引电机的特性分析和在轨道交通中的应用提供了重要方法和依据.     

高温超导直线感应电机的电磁优化设计

主要给出了高温超导直线感应电机的设计和电磁分析方法.根据常规直线感应电机设计公式,结合遗传算法和约束条件得到了当前条件下最优化的电机参数.由于高温超导直线感应电机的特殊性,很难用公式法直接得到准确的电机优化参数,因此用有限元电磁分析软件Ansoft对得到的电机模型进行了性能分析,并根据分析结果修改电机参数,直到电机性能满足设计要求为止.     

开关磁阻电机遗传算法优化设计及其电磁场分析

将遗传算法应用于开关磁阻电机进行设计,对一台0.55kWSR电机进行了优化分析并得到了电机优化设计参数.在此基础上,采用有限元软件ANSOFT进行三维静态磁场分析,得到了开关磁阻电机的静态磁场分布曲线,证明了利用遗传算法开关磁阻电机优化设计的有效性.为开关磁阻电机的优化设计与分析提供了新方法.     

基于单相至三相交交变频的大功率

提出了一种大功率绕线式异步电动机的功率因数补偿方法,该方法是在电动机转子绕组上串联一电压源,它采用单相至三相交交变频实现.变频器元器件少,控制方式简单,且控制策略可确保晶闸管软开关安全换流.PSPICE仿真结果验证了变频器控制的正确性.同时在一台400kW的异步电动机上试验,电动机功率因数达到0.97,且对负载的扰动有较好的鲁棒性.     

输油系统电机功率因数关于变频器频率的曲线回归分析

功率因数是电气设备 (尤其是电机 )十分重要的电气参数之一 ,变频调速输油系统的电机 ,经常在频率小于 50 Hz的条件下工作 ,电机的功率因数也随频率的不同而变化 .由于频率易于设定 ,因此研究频率改变时电机功率因数的变化规律 ,对生产具有一定的意义 .笔者以 5台电机分别在 5个频率下工作时功率因数的测试数据为基础 ,用数理统计的方法 ,得出了电机功率因数与频率的曲线相关关系 .从而可以在频率一定时 ,预测电机的功率因数 ;也能在满足输油工艺要求的前提下 ,对电机功率因数进行控制 .     

异步电机功率因数自动控制变频调速系统

推导出异步电动机的功率因数关系式，以这个关系式为依据，把异步电动机的功率因数作为控制对象，组成一新型带有功率因数自动控制变频调速系统，以保证电动机一直处于较高的功率因数下运行，减少无功能量的损耗，从而达到节能的目的。仿真及实验结果证明，当电机处于空载和轻载时，可取得一定的节能效果，但在满载时节能效果不明显。     

量子遗传算法在永磁同步轮毂电机优化设计中的应用

量子遗传算法具有种群规模小而不影响算法性能、收敛速度快和全局搜索能力强等优点。为了获得高功率密度和低成本的电动车用轮毂电机,基于量子遗传算法,针对研究设计的一种外转子永磁同步轮毂电机,以电机有效质量、材料成本和功率损耗为优化目标,建立了包含8个设计变量和5个约束的数学模型,对电机进行优化设计。研究结果表明:永磁同步轮毂电机有效质量、材料成本和功率损耗降低,效率特性提升,有限元分析结果与量子遗传算法计算结果接近,能满足电动车对驱动轮毂电机的使用要求,因此,量子遗传算法对于轮毂电机优化设计是有效可行的。     

基于单片机的交流电机软启动节能设计

本文通过分析交流异步电机软启动器工作原理,在Intel189C51单片机基础上对其软硬件进行了适当扩展,并添加了人机界面,从而可对电机运行的各参数进行设定和修改。借助功率因数测量电路和软启动器的晶闸管调压电路组成的闭环反馈系统,单片机可以根据负载变化相应地调整电机输出电压,使电机始终工作在设定功率因数下,从而实现交流异步电机的恒功率因数控制,达到节能运行的目的。     

基于单片机控制的功率因数控制器的设计

通过对目前电动机节能方式的分析,提出了利用单片机89C52为控制核心,根据电动机负载变化,实时检测电动机功率因数,调整电动机定子端电压的控制方案,以达到提高功率因数、节约电能的目的。同时,给出了功率控制器的硬件和软件的设计方法。通过该方案的控制,系统可以实现电动机的软启动及过载、断相、欠压等的全方位监测。     

位置传感器在异步电动机同步化控制应用

异步电动机同步化指绕线式异步电动机起动后，变成同步运行后不仅可以提高该机的自身的功率因数，还可以向电网提供一定的无功功率，提高整个系统的功率因数。为了达到同步化的要求，结合异步电动机和同步电动机的特点及数学模型，建立位置传感器在异步电动机同步化中的控制数学模型，并确定其控制规律。     

灰色预测理论在异步电动机调压节能中的应用

异步电动机调压节能是根据其负载的变化,通过调节异步电动机定子端电压,以达到节能的目的.通过分析异步电动机T型等效电路,得到效率与定子端电压、功率因数之间的函数关系,并对其进行优化,寻求异步电动机在不同负载下的最优工作电压,然后应用灰色预测理论对数据进行预测,给出负载率与定子端电压之间的精确函数关系.研究表明,在异步电动机运行的过程中,只要检测出它的负载,就可以依据这个函数关系式调节定子端电压以达到节能的目的.实例分析进一步验证了该方法的可行性及有效性.     

浅谈同步电动机的励磁调节

煤矿负荷大多是感应式电动机,属感性负荷,功率因数低。同步电动机可以在超前的功率因数下工作,但必须正确地调节电动机的励磁电流才能充分发挥其补偿能力,该文笔者根据理论和实践经验,介绍了正确的调节方法,具有一定借鉴意义。