鼠笼型异步电动机转子故障在线检测

研究鼠笼型异步电动机转子断条故障和偏心故障的在线检测方法.通过对定子电流和轴磁通信号的频谱分析,可以得出,定子电流中的齿谐波分量可作为转子静态偏心的特征分量,轴磁通信号中的3sF1分量可作为转子断条故障的特征分量.设计了以单片机为核心的检测系统.实验结果证明了本方案的可行性.     

水轮发电机组轴系非线性电磁振动特性分析

根据不平衡磁拉力与转子偏心的非线性关系,把气隙磁导展开为傅里叶级数,推导出不平衡磁拉力的解析式,建立了水轮发电机组轴系非线性电磁振动的动力学模型和微分方程,并采用数值方法分析了不平衡磁拉力下转子系统的非线性动力学响应.仿真结果表明:发电机转子和水轮机转子随激磁电流变化存在周期1运动、周期7运动及复杂的拟周期运动等,其特征频率除主要在1倍频处外,还分别在1.2～1.5倍频和0.2～0.8倍频处存在大量的谐波分量;随着转子质量偏心的增大,转子系统的固有频率降低,发电机转子高频分量不断减小,水轮机转子低频谐波却不断增大.     

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。     

基于无功功率模型的异步电机矢量控制系统转子时间常数辨识

针对异步电机矢量控制系统受电机参数变化影响大的问题,采用模型参考自适应系统(MRAS)在线辨识电机转子时间常数.为了增强辨识方法对定子电阻的鲁棒性,提高辨识精度,根据转子磁链模型构造无功功率模型建立MRAS,采用Popov超稳定性理论设计自适应规律,得到基于无功功率模型的转子时间常数辨识方法,抑制定子电阻变化对辨识精度的影响,将该转子时间常数辨识方法应用于异步电机矢量控制系统.仿真结果证明:MRAS有效地提高了矢量控制系统性能,转子磁链轨迹趋于圆形,电流谐波分量明显减少;转子磁链观测误差明显降低,其平均绝对误差相对值为2.87%;转矩脉动大大降低,其平均绝对误差相对值为2.09%.     

基于改进小波变换法的风电场谐波检测

为了提高风电并网电力系统谐波检测的快速性与准确性,提出一种改进小波变换的谐波检测方法。首先,把风电并网系统电压信号的频域空间分割成低频区段与高频区段,针对低频区段信号采用小波多尺度算法分解,针对高频区段信号采用小波包进行分解,得到信号中的基波和各次谐波分量;然后,通过有效地提取出特定频率段的谐波分量进行重构来检测风电并网电力系统谐波;最后,利用MATLAB进行了仿真实验。实验结果表明:该方法能快速有效检测出谐波分量,提高了谐波检测准确度和快速性。     

十二相高速异步发电机转子损耗

为了分析采用鼠笼实心转子特殊结构的十二相带整流负载高速异步发电机转子发热情况,需要准确求得电机转子中产生的损耗。采用有限元软件AN SY S对电机进行了二维谐波场及瞬态场的计算,将转子损耗分为定子基波电流产生的基波磁场引起的损耗、定子基波电流产生的齿谐波磁场引起的损耗和齿谐波磁导变化引起的损耗等3部分。仿真计算结果表明:基波磁场损耗较小,47、49次齿谐波磁场损耗较大,而齿谐波磁导变化引起的损耗最大。因此,在高速实心转子异步电机中,齿谐波磁场和齿谐波磁导变化在转子引起的损耗占转子损耗的主要部分。     

齿谐波励磁的混合励磁永磁同步发电机

将电机中固有的齿谐波磁场在转子绕组中感应的齿谐波电动势应用于混合励磁永磁同步电机的励磁中,不仅可以提高材料的利用率,而且便于实现电机的无刷化。该文分析了齿谐波磁场的产生机理及它在转子绕组中感应齿谐波电动势的情况,在此基础上提出了一种新型的基于齿谐波磁场励磁的混合励磁永磁同步发电机。为了验证齿谐波励磁的混合励磁的可行性,试制了一台齿谐波励磁的混合励磁永磁同步发电机。实验结果表明:齿谐波磁场在转子绕组中感应的齿谐波电动势可以用于实现混合励磁永磁同步电机气隙磁场的调节。     

静载荷作用下偏心转子电磁振动特性

偏心转子不仅受动载荷作用,还受静载荷作用。该文推导了转子同时考虑动、静偏心的气隙长度统一公式,利用数值方法计算出作用于转子的不平衡磁拉力(UMP),建立了UMP、静载荷(重力)、不平衡质量激励力作用下转子系统的运动微分方程。分析了动偏心和动静复合偏心情形下不计静载荷时和考虑静载荷时转子系统的轴心轨迹和位移频谱,讨论了静偏心方向、初始静偏心量对转子系统振动特性的影响。结果表明:静偏心方向影响转子轴心轨迹的位置分布,使位移频谱中幅值周期性变化,静偏心量的增加使位移频谱中出现4倍旋转频率的振动分量。静载荷对转子系统的作用可视为该静载荷方向上大小恒定的静偏心。     

变速恒频风力发电系统谐波研究及抑制策略

由于风力发电系统双馈发电机大都采用交-交变频器励磁,因此转子电压中不但含有转差频率的基波电压,同时还含有大量的零序、正序和负序谐波分量。通过对采用交-交变频器励磁的风力发电系统所产生的电力谐波进行研究,计算出基波电压分量和各次正、负序谐波电压分量所引起的基波、谐波电流、转矩、功率和损耗等。并进一步给出了适用于该励磁系统电力谐波的3种可行抑制策略。经分析,其中适用于变频恒速发电系统的最合理谐波抑制策略应该选择在转子侧进行,并合理运用有源和无源滤波器。     

高压给水泵电动机转子窜动异常的在线检测、分析及解决

利用基于小波脊线理论而研制的专用仪器——MW D I智能诊断仪,解决了某电厂5 400 kW高压给水泵电动机转子断条与否的在线检测问题。通过在线检测,提取出了转子断条的特征频率分量,并根据特征频率分量图确定了1#给水泵电动机转子窜动是由转子断条引起,为某电厂在转子断条初期对电动机实施大修提供了可靠依据,避免了不需要的检修和电动机扫堂等恶性事故。     

基于补偿的内置式永磁同步电机的谐波治理

为了抑制内置式永磁同步电动机的谐波,提出了一种前馈式补偿联合磁通补偿的治理方法。通过对内置式永磁同步电动机的谐波分析,研究了谐波的主要频率组成及产生原因。根据产生谐波原因不同,采用不同的补偿方法。对于齿槽效应引起的谐波,利用自动搜索算法找到相似的补偿量。根据前馈式补偿的方法,对不同组成部分的谐波分别进行了补偿。对于转子磁通变化引发的谐波,利用磁通补偿器来抑制它。最后,在matlab/simulink建立永磁同步电动机仿真模型,对计算结果进行仿真。仿真结果显示,dq轴谐波及电磁转矩谐波都得到了有效的抑制。     

基于解析模型的永磁同步电机涡流损耗计算

提出了一种表贴式带保护套永磁同步电机转子涡流损耗的快速解析模型,同时考虑了定子时空谐波、涡流反作用和永磁体周向分段3种情况。在考虑永磁体周向分段时,忽略次生谐波及其耦合影响,以简化计算过程。将此解析模型应用在6相24槽14极永磁同步电机上,首先对其结果进行收敛性分析,减少截断误差的同时提高了计算效率;然后用时步有限元法等进行精度验证,得到的平均涡流损耗与本模型解析解较为吻合;最后由解析模型,绘制永磁体层中的涡流电密图。本解析模型可以快速得到涡流损耗的响应面,为电机设计及优化迭代提供理论依据。     

高速异步电机转子闭口槽集肤效应预测

由于逆变电源中大量谐波分量的存在，高速异步电机转子槽中的集肤效应现象更加严重．因此，在电机设计和分析过程中．必须准确考虑集肤效应对转子参数的影响．首先，采用有限元法分析不同转子槽形的集肤效应系数．在此基础上，利用有限元法精确计算结果．提出一种人工神经网络的非线性映射能力预测电机转子集肤效应系数的新方法．该方法能够快速、准确的给出不同槽形、不同频率时的集肤效应系数。     

计及转子阻尼效应的定子谐波漏抗

给出考虑转子谐波对定子谐波的阻尼作用时,鼠笼式异步电动机定子绕组谐波漏抗的计算方法.这一方法在参数计算准确度方面优于传统方法;同时对变极调速异步电动机,当其定子磁势谐波含量比正规绕组较大时,其电磁计算尤为重要。     

转子磁极分段移位斜极对永磁同步电机转矩的影响

为了降低齿槽转矩和转矩脉动对电机性能的影响,采用电机转子磁极分段移位斜极方法达到减振降噪、提高永磁同步电机性能的目的.基于此方法对电机的齿槽转矩进行理论计算,并利用有限元法在Maxwell中建立8极48槽内置式永磁同步电机模型,分析转子磁极分段移位斜极方法对齿槽转矩和转矩脉动的影响.研究结果表明:齿槽转矩中除了次数为转子磁极分段数及其倍数次的谐波外,其余谐波基本得到消除,并且随着转子磁极分段增加,齿槽转矩峰值逐渐降低,尤其在磁极分三段时,齿槽转矩峰值下降5.22 N·m,对齿槽转矩的削弱效果最为明显;负载转矩和转矩脉动随着转子磁极分段数的增加逐渐降低,转子磁极分两段时降低幅度较为明显,与转子磁极不分段相比下降60%,并且随着转子磁极分段数增加,转矩脉动趋于平稳.     

跨声速压气机转子与缝式机匣处理的动量输运

对使用半圆缝式机匣处理的跨声速压气机转子进行定常及非定常数值模拟,对转子叶尖间隙及机匣处理开口处的轴向动量进行计算,从动量输运的角度对转子叶尖及机匣处理之间的相互干涉进行分析.转子叶尖间隙处的时均动量分布表明,机匣处理减少了转子叶尖泄漏流逆主流方向的轴向动量,从而拓宽稳定工作裕度.机匣处理与转子叶尖的叠合率越高,泄漏流轴向动量最小值的轴向位置约靠近下游,且与处理缝后端的位置一致.通过对瞬时结果的分析,综合处理缝开口处轴向动量与叶尖流场,解释了在一个转子通过周期内处理缝开口瞬时轴向动量呈周期性变化的原因.     

体积拉伸流变塑化输运技术助力材料创新发展

 讨论了体积拉伸流变支配的偏心转子塑化输运装置的结构原理和技术特点，探讨了该技术在通用材料加工过程自增强和特种材料高效加工上的应用优势。研究结果表明：与传统螺杆塑化输运技术相比，偏心转子体积拉伸流变塑化输运技术在多组分塑料共混增容改性、有机无机杂化功能改性和热塑性塑料纤维增强改性等方面，具有强制增容效果好、混合分散效果优、纤维折损断裂少等显著优势；此外，偏心转子塑化输运装置的体积压缩释放效应强化了极端流变行为材料熔融塑化过程的传质传热效果，大大缩短物料热机械历程，实现极端流变行为材料的高速成型加工。     

非均匀来流条件下偏心涡轮转子的气流激振力和动力特性

转子的偏心与非均匀来流都会使得涡轮内的流动变得周向非均匀,从而产生气流激振力作用于转子。以轴流涡轮为研究对象,对双耦合激励盘模型的叶片尺度子模型进行了简化,利用简化模型分析了转子偏心和非均匀来流所产生的气流激振力。将偏心转子的分析结果与试验结果进行了比较,验证了简化模型的正确性。在此基础上就非均匀来流对偏心涡轮转子动力特性的影响进行了分析,讨论了受迫振动的位移响应和自激振动的稳定性条件。结果表明,在一定条件下,非均匀的来流也会对转子系统的运动稳定性造成影响。     

深槽鼠笼异步磁力联轴器瞬态气隙磁场有限元分析

为得到深槽式鼠笼异步磁力联轴器工作时的扭矩变化情况,对其瞬态气隙磁场进行了模拟研究.基于对磁力联轴器的瞬态理论分析,借助Ansoft对影响深槽式鼠笼异步磁力联轴器瞬态气隙磁场的主要因素:永磁体磁极数、永磁体厚度、气隙厚度、内转子槽数以及槽的长宽比(槽深与槽宽的比值)进行了二维和三维模拟分析,并通过试验验证了三维模拟分析的正确性.结果表明:在一定的外形尺寸条件下,取磁极数为14极,永磁体厚度为8 mm,槽数为24槽,槽的宽长比0.42时,输出转矩达到最优;在宽长比中槽深对转矩值的影响较为显著,当槽深为18 mm时,达到最大输出转矩.该结果对深槽式鼠笼异步磁力联轴器的进一步优化具有指导意义.     

系统谐波与负序电流对水轮发电机的影响

随着电力系统中电力电子装置以及不平衡负载大量增加，谐波和负序污染日趋严重，它们对发电机的运行安全带来危害，采用多回路法建立的凸极同步电机d,q系统模型，导出了在外加任意谐波或负序时定转子电流，电磁转矩以及阻尼条电流分布的稳态计算方法，通过实例计算，分析和说明了电力系统谐波和负序对大型水轮发电机的影响。