圆柱坐标下的多层理论在实芯转子异步电机中的应用

多层理论是分析实芯转子异步电机转子体内电磁场及计算电机性能的一种非常有效的方法.文献[1]阐述了在直角坐标下光滑实芯转子异步电机的多层分析理论.这种建立在直角坐标下的多层分析,明显的不足之处是未考虑定、转子曲率影响.采用圆柱坐标的多层分析模型可见于文献[2],它将转子沿径向分成许多薄筒,以各薄筒上的电磁量作为求解变量,列出相应的矩阵方程来求解.这种方法的缺点是待求的矩阵方程往往阶数很高,运算工作量大.本文将根据在圆柱坐标下光滑实芯转子异步电机的多层分析理论,采用文献[2]的分析模型,以矩阵传递方程形式,分析计算光滑实芯转子异步电机转子电磁场.它不仅比文献[2]的方法运算简便,而且矩阵传递方程的形式与直角坐标的相似,分析和处理方法相同,便于两种坐标下计算结果的比较.1 基本理论     

复合转子异步电机磁场的三维分析及参数计算

采用定子面电流沿电机轴向分布不变的假设,对复合转子异步电机的磁场进行了二维与三维解析求解,得到了描述电机磁场的各电磁量的解析表达式.基于磁场求解的结果,通过引入坡印亭向量得到了复合转子阻抗等参数的计算公式.样机的实验结果与计算结果相吻合,证明了磁场分析与参数计算的正确性.     

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。     

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     

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。     

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。     

基于非线性模型的异步电机高性能驱动系统的研究

为了提高磁场定向异步电机驱动系统的起动性能和运行效率 ,构造了由电机和逆变器构成驱动系统的损耗模型 ,分析了励磁电流对驱动系统效率的影响。应用一种新的基于 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 ,设计了磁场定向矢量控制系统 ,通过实验验证了 ,适当地控制异步电机的转子磁链可以提高电机瞬时转矩 ,加快电机的起动过程 ,同时也可以在轻载或者额定工况下提高电机和逆变器的效率。从而提高整个驱动系统的利用率     

基于最小二乘法在线参数辨识的异步电动机矢量控制仿真

为取得高性能的异步电机矢量控制,将一种基于最小二乘法在线辨识异步电机参数的方法运用到矢量控制系统中.这种基于最小二乘法异步电机参数辨识方法是在转子坐标系下进行的且不需要电机转子磁链参数,只需要定子电压、电流和转速参数.文章通过Matlab/Simulink对基于最小二乘法的参数辨识的异步电动机矢量控制系统进行了仿真,仿真结果表明:这种电机参数辨识方法能够实时更新电机控制参数,改善了矢量控制系统的性能.     

大型水轮发电机转子偏心下电感参数的有限元计算

由于实际生产中,大型水轮发电机的转子往往存在不同程度的偏心现象,造成气隙磁场分布畸变,直接影响发电机运行,故为探讨发电机偏心下的运行性能,需要计算转子偏心时的电机参数。采用二维磁场有限元法,计算了大型水轮发电机在转子偏心下的磁场分布以及定子和转子绕组的自感、互感参数。有限元分析和磁导法计算结果比较表明:转子偏心造成定子支路间、定转子支路间的电感不再对称,偏心朝向处的定子支路自感和定转子支路互感变大,反向处则变小。     

矢量运算在流体力学上的应用(含直角坐标系和园柱坐标系)

本文主要综合、归纳了矢量在流体力学方面以直角坐标系和圆柱坐标系为基准的所有主要方程上的应用,并对有关矢量公式进行了分析,演算和论证,文内重点突出了圆柱坐标系的运算,并简要介绍与直角坐标系的换算关系,从而能更好地掌握直角坐标和圆柱坐标在用矢量表达流体力学主要方程方面的运用。     

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。     

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。     

隐极迭片转子同步电动机启动特性计算机仿真

本文提出了用多回路法来计算隐极迭片转子同步电动机的启动特性,包括各回路的电流;导出了用于似稳态和动态分析的数学模型;提出了用转子电阻分布系数来描述转子不对称性的方法.文中以一台22kW电动机为例,对不同阻尼绕组情况下的不同电阻分布系数γ进行了计算和分析,结果表明当γ接近零时,其启动特性接近于异步电动机的启动特性.实验还表明,计算结果与实验结果吻合较好.     

感应电机最大效率控制时损耗模型研究

针对半监督学习方法存在的学习速度缓慢、不确定性递增等问题,提出一种基于极端学习机的半监督学习方法.该方法将极端学习机从监督学习模式扩展到半监督学习模式,以输出阈值向量控制标记样本的扩充程度,利用"换位"策略评估扩充标记样本中不确定性的影响.仿真结果表明,所提方法能够显著提高半监督学习的速度并有效减小对标记样本的依赖程度.     

感应电机转子断条位置影响分析

对感应电机转子断条的位置及其影响进行研究，分析电机转子断条位置与定子电流中转子绕组故障特征量之间的关系，转子断条位置与转子导条电流、转子端环电流之间的关系，并总结出其规律性；揭示了过去人们试图把定子电流中故障特征量的大小作为电机转子断条根数多少的判据的局限性，提出了把断条引起电机的不对称性作为电机故障程度判据的新的理论。     

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.     

异步电机转子磁链观测器的准确度分析与设计

提出一种基于频率响应函数的转子磁链观测器准确度分析方法 ,推导出两种基本开环转子磁链观测器观测值相对实际值的频率响应函数 ,分析了电机参数的估计值偏离实际值对观测值准确度的影响 .应用Gopinath最小阶观测器理论设计了一种新型闭环转子磁链观测器 .实例分析表明 ,此方法能对转子磁链观测器准确度进行透彻分析 ,设计的闭环转子磁链观测器结构简单 ,综合了电流模型和电压模型开环转子磁链观测器最好的特性     

基于降阶推广卡尔曼滤波算法的交流感应电动机无速度传感器矢量控制系统

提出了一种估算交流感应电动机转子角速度和转子磁链的降阶推广卡尔曼滤波算法。该算法仅以转子磁链的2个分量作为状态变量，把转子角速度作为被估计的参数，通过定子电压参考值和定子电流测量值疾时估算转子角速度和转子磁链。估算得到的转子磁链用于交流感应电动机无速度传感器矢量控制系统的磁场定向和磁链控制，估算的转子角速度用于速度控制。仿真结果显示，转子角速度和转子磁链的估算精度较高，速度和矢量控制的性能在整个速度范围内令人满意；同时，算法阶数的降低显著地减少了运算量。本文算法能够在实际系统中实时实现。