舰船主变流机组火花试验分析

针对某舰船主变流机组火花偏大导致的输出功率和转矩不足问题,研究了火花偏大对机组运行特性的影响。通过等效电路模型构建了机组同步电机、直流电机的数学模型及同步电机和直流电机的机械耦合方程,建立了主变流机组数学模型,仿真试验表明,主变流机组模型在额定工况下对机组转速和端电压幅值的控制效果较好。通过分析直流电机电枢电流换向过程,明确了主变流机组火花的产生机理。将Cassie电弧近似为火花数学模型,并将其串联至机组直流电机电枢回路中,实现了机组火花偏大的虚拟注入,仿真试验结果表明:在相同负载条件下,火花偏大会使电枢电流下降、纹波系数增加。对一台4 kW主变流机组原型样机进行了试验,结果表明:随着机组负载的增大,无论是否存在火花偏大问题,直流电机电枢电流纹波系数都会减小;在同等负载条件下,火花偏大时直流电机电枢电流的纹波系数比正常工况下的纹波系数大;Cassie电弧模型正确且有效。该研究可为机组火花偏大的在线监测及故障诊断提供一种参考。     

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.