实心转子异步电机的磁场分析及参数计算

实心转子异步电机的转子磁场具有极其复杂的三维分布。本文假定在转子磁场中存在切向、径向、轴向三维磁场矢量位(?),运用解析法联立求解麦克斯韦方程式,得到转子磁场的三维矢量,从理论上证明转子磁场矢量位(?)的径向分量为零。文中通过玻印亭向量计算电机的参数,给出了端部系数的简化公式,可供工程计算参考。     

永磁同步电机转子偏心磁场解析计算

为了快速准确计算两极平行充磁实心圆柱式永磁同步电机(SCPMSM)各种转子偏心参数下的磁场分布,提供研究转子偏心对电机性能影响的有效方法,利用子区域法和摄动法,在二维极坐标平面内建立了考虑定子齿槽效应时的SCPMSM转子偏心磁场解析模型;将求解场域划分为永磁体、气隙和定子槽3类子区域,分别用对应的控制函数来表达,各区域之间用边界条件连接,利用边界条件求出控制方程通解的各个谐波系数。根据摄动理论,将磁场的0阶分量和1阶分量叠加获得相应子域转子偏心磁场分布,利用麦克斯韦应力张量法计算了转子静态偏心以及动态偏心引起的不平衡磁拉力。以一台2极12槽平行充磁SCPMSM为例,将转子偏心磁场以及静态偏心和动态偏心不平衡磁拉力的解析计算结果与有限元计算结果进行对比,验证了解析模型的正确性。     

铝转子单边盘式感应电机的新型等效电路

铝转子单边盘式感应电机气隙较大,主要参数随半径变化,用传统电机分析法会造成较大误差,且无法准确描述铝转子中集肤效应的影响.采用一种新的电磁模型,利用分环计算和多层行波磁场模型有效解决了该电机存在的特殊问题,提高了模型精度.通过磁场分布计算得到电机的T型等效电路.分析了等效电路中电感和电阻参数.制作样机并通过空载试验和短路试验测定其T型等效电路参数,试验结果与计算结果误差较小,证明该方法能准确估算铝转子单边盘式感应电机的主要参数.计算电机电磁转矩随转差率变化的情况,高转差率下的实验转矩输出值与计算值接近.     

永磁同步伺服电动机的磁场分析与参数计算

为了更有效地对永磁同步伺服电动机进行设计和分析,需准确进行电机的磁场分析和参数计算。该文以一台定子为集中绕组、槽/极比为9/6、转子磁极为径向充磁圆筒形磁极等结构特点的永磁三相同步伺服电动机为例,分析了其磁场的分布情况,给出了电机的磁场分布图;对用电磁场数值计算来求解电机的空载反电动势进行了研究和分析;同时对如何求解电机的定子绕组电感进行了研究。计算结果与实验所测的结果吻合较好。该文提出的磁场分析和参数计算方法,对这类结构的永磁伺服电动机的设计和分析具有很好的参考价值。     

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.     

基于高斯积分的音圈电机受力解算方法

基于等效磁荷法求解了音圈电机中圆柱形永磁体的空间磁场分布,在此基础上解算出载流线圈的受力模型.对于不解析的积分计算,采用高阶高斯积分逼近法快速地获得了高精度的计算结果.通过对磁体空间磁感应强度分布的实测,得到与理论值高度吻合的测量结果,结果表明:其精度优于1%,验证了磁场模型建立的合理性与高斯积分求解的优越性,克服了传统方法进行磁场建模与积分计算精度低、速度慢的缺点.     

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.     

小转差时实芯转子异步电动机的磁场和参数

本文采用圆柱坐标系进行了实芯转子异步电机二维非线性磁场分析和参数计算,确立了转子波阻抗Z_r与转子阻抗Z′_2之间的关系,引入系数K_A.同时,将圆柱坐标系与直角坐标系二维线性分析进行了比较,引入了两种坐标系之间转子波阻抗折合系数K_r及磁场特征根之间的关系式.对于工程设计中广泛采用的直角坐标系分析,本文考虑了转子曲率、电机极数及非线性磁场等因素的影响,使转子参数计算趋于完善和准确.计算表明,将圆柱坐标系的转子参数进行转换,对于小转差运行时,实芯转子异步电机及异步运行状态下的汽轮发电机参数计算结果更符合实测数据,     

径向充磁圆筒永磁直线同步电机磁场分析

针对径向充磁圆筒永磁直线同步电机,介绍了一种基于圆柱坐标标量磁位的分离变量法的磁场解析计算方法,并对大气隙无槽电机的气隙磁场分布进行了理论分析,得出气隙磁场轴向和径向磁场分布的解析结果.对有槽电机引入卡特系数,得出了修正的解析结果表达式,解析计算了电机的推力.利用有限元分析法,对磁场和推力计算结果进行了验证.结果表明,该电机气隙磁场的解析法和有限元法的计算结果误差很小,从而验证了标量磁位分离变量法计算气隙磁场及解析计算推力的正确性和实用价值.     

三段式Halbach阵列永磁电机解析建模与研究

针对传统子域模型在分析电机电磁性能时无法考虑软磁材料磁导率的缺陷,提出了一种考虑软磁材料磁导率为具体值的三段式Halbach阵列永磁电机多层解析模型。根据内部激励源和媒介的不同,将永磁电机全域划分成Halbach阵列永磁体层、气隙层、定子齿尖层和电枢绕组层4类磁场求解层。利用柯西乘积和复数形式的傅里叶级数来描述磁场求解层中媒介磁导率分布情况。基于麦克斯韦方程组建立了每个磁场求解层的拉普拉斯方程或泊松方程,结合边界条件求解出每个磁场求解层的磁矢位。利用多层解析模型计算了电机的气隙磁密、空载反电动势和输出转矩等电磁特性,并与有限元模型计算结果进行了对比。计算结果表明：多层解析模型和有限元模型计算得到的气隙磁密波形吻合得很好,两者的空载反电动势峰值和输出转矩平均值的相对误差均小于1%,证明了多层解析模型的正确性。最后利用多层解析模型研究了槽开口宽度、磁极宽度和充磁夹角对电机输出转矩的影响规律,给出了输出转矩最优的设计方案。仿真结果表明：优化后的输出转矩脉动削减了75.7%,证明所提出的多层解析模型不仅计算准确而且计算速度快,在电机的初始设计和电磁性能影响规律的探究上具有明显的优势。     

单边复合次级直线感应电机的多层傅利叶分析

使用傅利叶方法求解单边复合次级直线感应电机的二维模型场，将次级场域分成多层，较为准确地求解了电机的磁场分布和运行特性，实验结果证明了方法的有效性。     

变频调速谐波电流与谐波转矩初步分析

分析ＰＷＭ供电时电机内部时－空磁场变化特点，计算出谐波电流、谐波转矩和电机损耗，提出有效抑制谐波电流、谐波转矩和电机损耗的方法，为指导ＰＷＭ的生成、适当改变传统电机结构提供了充分依据。     

一种新型结构的内外双转子感应电机

为了提高感应电机的运行性能,研究了一种具有内外双转子的新型结构的感应电机。电机采用励磁电抗较大的特殊铁芯和定子绕组形式。通过分析电机内部的电磁关系,计算了其特殊的磁场分布,推导出电机的数学模型,并对其进行了动态仿真。结果表明,电机具有良好的动态特性,特别是当电机极数较少（例如2极）时,绕组电阻和端部漏抗值都很小,而力能指标却较高。因此,推导出的电磁关系和数学模型适用于新型内外双转子感应节能电机的设计分析。     

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。     

三相异步电动机变参数仿真模型

应用交流电机统一理论，在异步电动机线性化仿真模型的基础上，考虑挤流效应对参数的影响以及主漏磁路的饱和对电抗的影响，建立了变参数仿真模型，并对三相异步电动机的起动过程进行了仿真计算。     

感应电动机模型参考自适应辨识及其应用

针对直接转矩控制的感应电动机调速系统由于电机参数变化引起的低速特性不稳定问题，推导了一种基于感应电动机直接转矩控制系统的定子磁链自适应辨识方法。根据磁链的辨识值计算出电磁转矩；并讨论了感应电动机部分参数变化时引起磁链变化导致的转速动态变化和自适应律调节器中参数的调节规律，最后给出了在MATLAB／SIMULINK环境下的仿真结果，证明所提出方案可以较好地解决直接转矩控制的调速系统在低速范围内的静差问题。     

感应电动机直接转矩控制系统的模型参考自适应辨识

针对直接转矩控制的感应电动机调速系统，由于电机参数变化引起的低速特性不稳定问题，采用模型参考自适应辨识的方法，推导了一种基于感应电动机直接转矩控制系统的定子磁链自适应辨识方法。根据磁链的辨识值计算出电磁转矩；并讨论了感应电动机部分参数变化时引起磁链变化导致的转速动态变化；最后给出了在MATLAT／SIMULINK环境下的仿真结果。证明所提出方案可以较好地解决直接转矩控制的调速系统在低速范围内的静差问题。     

矢量控制感应电机参数变化的影响研究

在感应电机数学模型的基础上，分析了在转子磁场定向恒磁通矢量控制感应电机控制系统中转子电阻和电机电感变化的影响，证明了电机电感的变化对电机转速和电磁转矩不产生影响，建立了考虑电机参数变化时电机矢量控制的数学模型，仿真结果表明该模型具有结构简单和分析方便等优点。     

PC型节能控制器在游梁式抽油机节能中的应用

针对油田抽油机负载变化频繁,其对应的配套感应电动机经常处于轻载状态,效率低电能浪费大的特点,介绍了用PC型节能控制器对油田游梁式抽油机进行节能改造的方法。该方法为抽油用三相感应电动机提高效率,降低用电成本提供了理论依据.实验结果证明该方法是正确有效的。测试都表明,该节能控制器有很明显的节能效果。