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。     

开关磁阻电机极型选择及其改进研究

详细研究了开关磁阻电机的定、转子模型对其性能的影响,提出了开关磁阻电机的一种新型字子结构,即定子带极靴的结构,并用有限元法对该电机与传统极型的开关磁阻电机做了验证。该电机具有转矩脉动小、自启动能力强、输出转矩高的特点。     

三相异步电动机在不对称电压下性能的分析

利用等效电路,分析了三相异步电动机在不对称电压下的性能和对电机的危害.在不对称电压下运行时,电动机中将产生负序电流,负序电流将产生负序转矩,从而使电机损耗增加、效率降低、有效转矩减少,同时有可能引起电机的振动.     

一种抑制无刷直流电机转矩脉动的调制方法

针对无刷直流电机存在较严重的转矩脉动问题,提出在换相区采用三相绕组共同调制方法来减小换相转矩脉动;在导通区,采用滞环比较原理实现对电机转矩、磁链的跟踪控制,从而消除非换相转矩脉动。在电机转矩与输入能量之间建立联系,按照单周期控制思想,使系统能够准确控制输入能量,进而准确控制电机转矩。仿真和实验结果表明,相比于传统的控制方法,采用转矩脉动抑制方法,在换相区和导通区内的电流和电磁转矩波形都更平稳。并且当电机转速变化时,采用传统控制方法得到的电流和电磁转矩会产生波动;而采用脉动抑制方法时,电机转速变化对绕组电流的影响不大,电机能够相对稳定地输出电磁转矩,验证了文中理论分析的正确性和有效性。     

磁阻转矩与磁阻电机

电磁转矩按其产生的方式可分为动圈转矩和磁阻转矩两大类别,其数值可根据能量守恒定律用任选位移法计算.本文对磁阻转矩和磁阻转矩电机运行中的基本能量过程进行原理分析,提出磁阻转矩的正确的计算式,并证明磁阻转矩的数值与磁场储能在任选位移方向上的变化率无关.文中还证明了磁阻电机是恒功率电机,因此,低速磁阻电机能够获得较高的利用系数.     

PWM供电的直流电动机暂态过程

论述了用ＰＷＭ供电时直流电动机的暂态特性,用计算机数值计算和实验证明,ＰＷＭ供电时电机暂态的特性微分方程依然由电磁时间常数和机电时间常数决定;若保持电枢电路电压平均值不变,改变ＰＷＭ的调制频率和占空比,只影响电机电流和转矩的脉动,使电机产生根动,噪音和附加损耗,不影响电机的基本性质。     

异步电动机的谐波附加转矩

谐波磁势使异步电动机中产生谐波附加转矩,并对电机有一定的影响.本文对此加以论述,为定转子的槽配合提供了依据.     

永磁电机齿槽转矩的研究分析

研究了永磁电机齿槽转矩产生的机理和降低齿槽转矩的一些措施.以4极、48槽表面式稀土永磁同步电动机为例,利用二维有限元法分析了极弧系数、磁极偏移和开辅助槽对永磁电机齿槽转矩的影响.将理论分析得到的齿槽转矩结果与样机的齿槽转矩测试结果进行了比较,两者基本吻合.研究表明:通过选择合理的方法能够有效地降低齿槽转矩.     

用PWM供电的直流电动机暂态过程

论述了用ＰＷＭ供电进的直流电动机暂态过程的特性,用计算机数值计算和实验证明：ＰＷＭ供电的电机暂态过程的特性依然由电路时间常数和机电时间常数决定,若保持电枢电路电压平均值不变,改变ＰＷＭ的频率和占空比,只影响电枢电流和转矩等的脉动,使电机产生振动,噪音和附加损耗,不影响电机的基本性能。     

纯电动汽车用轮毂无刷电机转矩控制系统的仿真

针对电动汽车用轮毂无刷直流电机的转矩控制进行研究,在满足驾驶员需求功率下,对估算得到的电机输出转矩进行闭环控制,达到了电机的目标输出转矩,能简化控制系统、实现准确控制,提高了系统瞬态响应.利用MATLAB/Simulink搭建了车辆行驶在ECE40行车状态时的动态仿真平台.仿真结果显示:建立的电机转矩控制系统能够控制电机满足驾驶员控制车速的需求,且估算到的输出转矩与电机实际的输出转矩较好的吻合,能使轮毂电机高效、稳定、快速地产生电磁转矩,改善了电动汽车驱动系统性能.     

一种分析永磁电机齿槽转矩的方法

提出了一种基于单个永磁体的永磁电机齿槽转矩分析方法。从单个永磁体与永磁电机产生的齿槽转矩出发,推导了电机合成齿槽转矩的解析表达式,得到了合成齿槽转矩与由单个永磁体引起的齿槽转矩的关系。以两种分数槽绕组永磁电机为例,将解析表达式分析结果与有限元分析结果进行对比。研究结果表明:在由单个永磁体引起的齿槽转矩中,只有一部分齿槽转矩谐波分量出现在合成齿槽转矩中,解析表达式与有限元分析结果一致;验证了理论分析的正确性。所提永磁电机齿槽转矩分析方法是正确有效的。     

基于ANSOFT的永磁同步伺服电机齿槽转矩分析

齿槽转矩是永磁电机的固有属性,引起电机的转矩波动,产生振动和噪声.为减小齿槽转矩,提高永磁伺服电机的控制精度,在研究永磁电机齿槽转矩产生机理的基础上,根据永磁电机齿槽转矩的解析式,研究定子齿部开辅助槽和转子磁极偏移对永磁电机齿槽转矩的影响;利用有限元软件ANSOFT,建立36槽8极永磁伺服电机的有限元分析模型,计算不同尺寸辅助槽和磁极偏心距离时的齿槽转矩,分析辅助槽尺寸和磁极偏心距离对齿槽转矩的影响.研究结果表明,合理的辅助槽尺寸和磁极偏心距离可有效削弱永磁伺服电机的齿槽转矩.     

自适应神经模糊推理系统在电动机软启动中的应用

异步电动机直接启动产生的冲击电流会造成严重的电网冲击,因此提出将自适应神经模糊推理系统应用到电动机软启动控制中,充分发挥神经网络自适应学习和模糊推理不要求掌握被控对象精确模型处理结构化知识的能力,实现电动机软启动的智能控制。利用电机转速、负载转矩、触发角的对应关系作为训练样本,采用混合学习算法调整前提参数和结论参数,自动产生模糊规则,构建自适应神经模糊推理系统,根据给定的电机转速和转矩产生合适的晶闸管触发角。经仿真分析,结果表明:训练构建的自适应神经模糊推理系统能够很好地进行电机的速度控制,可以实现风机或泵类负载电动机的软启动。     

可变磁通永磁游标电机设计及静态特性分析

为实现永磁电机在体积和槽数不增加情况下产生低速大转矩输出,将混合励磁概念引入永磁游标电机,提出了一种新型可变磁通永磁游标电机。通过将磁通调制极引入到电机定子齿以及在相邻磁通调制极间布置励磁绕组,实现了电机磁通可控,从而保证在增磁及弱磁过程中宽调速范围运行。分析了其工作原理,采用时步有限元方法计算了电磁特性,包括空载永磁磁链、空载感应电动势、齿槽转矩和输出转矩,对其增磁弱磁过程进行了分析。制作了一台1 kW样机;并对其静态特性进行了测试。结果表明该电机具有转矩密度大、齿槽转矩小、调速范围宽特点,适用于风力发电、电动汽车领域。     

双电机电动汽车驱动转矩分配策略研究

针对双电机电动汽车前后电机驱动转矩分配问题,提出一种基于惯性权重线性递减粒子群算法的双电机驱动电动汽车驱动转矩分配策略。根据双电机驱动电动汽车构型特点,基于不考虑传动系统和附件能耗时电池能耗约等于双电机系统能耗的前提条件下,提出以电池能耗最小为优化目标的转矩分配优化模型;在保证双电机转矩之和等于需求转矩的基础上,利用惯性权重递减的粒子群算法在电机效率图里进行搜索,以适应度函数最小时对应的转矩值为目标转矩。仿真与试验结果表明,驱动转矩分配策略能够实现合理的转矩分配,可以保证双电机电动汽车在动力性的基础上具有较好的经济性,在NEDC循环工况下其耗电量下降了0. 66%,整车续驶里程延长了9. 4 km。     

线绕式电动机附加转矩的探讨

文章从磁场的相互作用论述了线绕式电动机的附加转矩。分析表明产生附加同步和异步转矩是可能的。但其数量较之鼠笼式电动机小得多。文章提出了避免这些附加转矩的方法。     

SR电机对轮毂驱动电动汽车垂向振动的影响

针对SR电机对轮毂驱动电动汽车行驶平顺性的影响,本文首先建立了开关磁阻（SR）电机的转矩波动方程,并根据电机的矢量控制原理,利用Sim Power System Toolbox模块库,搭建了电机模型;然后利用Matlab/Simulink软件,搭建了基于电机模型的机-电耦合振动仿真模型,并进行受轮毂电机转矩波动干扰的车辆垂向动力学模拟仿真。研究结果表明：附加轮毂电机后,车身振动和车轮动载荷都会变大;说明此类汽车工程化应用之前,需要优化悬架,以适应轮毂电机的转矩波动。     

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.     

异步电机启动过程中的电磁转矩振荡研究

电机启动过程时,电磁转矩将发生振荡,电磁转矩振荡将对电机的机械和电气性能产生影响。讨论了电机启动过程中引起电磁振荡的原因,分析了影响电磁转矩振荡幅值和频率的因素,并建立了基于dq0坐标变换的simulink异步电机模型,对电磁转矩振荡的过程进行仿真。     

实心铸铝转子异步电机的谐波转矩

采用实心转子异步电机可以节省矽钢片,但是额定转差较大,致使运行性能不够好,为了消除这个缺点,可采用实心铸铝转子异步电机;但是如果槽数选择得不恰当,在此型电机中将会产生较强的谐波转矩,致使转矩曲线出现“凹坑”现象,因此在设计该型电机时必须对这问题加以考虑;本文介绍该型电机的谐波转矩计算方法,并对一台转矩曲线出现“凹坑”的异步电机进行了计算分析。