多相交流电机端部漏感系数的计算与测量

对多相交流电机端部漏感系数进行了计算与测量.在用气隙电流代替气隙的作用,用镜像电流代替铁磁媒质的作用,把电机端部磁场问题简化为均匀空气媒质中磁场问题的基础上,根据毕奥-萨法定理,对交流电机端部磁场作了进一步分析,推导出了定子线圈磁通量的有关计算公式,并对一交流电机端部的自感互感系数进行了计算和测量.     

用镜象法计算超导发电机的三维磁场和参数

本文提出用镜象法计算超导交流发电机的三维磁场和参数。导磁和导电边界对磁场的影响用相应的镜象电流的作用来代替。电机的有限长度及环境屏的阶梯形或圆锥形端部使端部磁场逐渐减弱,它可以通过使端部区域的镜象电流沿着某个锥形面逐渐向外倾斜来进行处理,调节锥形面的锥角以及锥面起始端和末端在轴线上的位置,使端部磁场的边界条件得到较好的满足,从而提高了磁场和参数计算的精确度。     

中低速磁浮列车速度对直线感应电机牵引力影响

结合中低速磁浮列车工程应用的电机结构参数,基于准一维理论建立气隙磁场数学模型,分析运行速度与电机气隙磁场之间的关系,然后采用有限元仿真从气隙磁场、次级涡流和牵引力3个方面对数学模型进行验证。结果表明,列车速度会影响电机的纵向动态端部效应（LDEE）,导致气隙磁场产生畸变,并在次级感应板上的电机入端、出端区域产生涡流,使电机推力下降、效率降低。对比电机端部半填充槽结构和全填充槽结构的纵向动态端部效应,半填充槽结构的电机牵引力受速度影响更严重。     

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.     

一种改进的永磁直线电机气隙磁场解析计算方法

为了更加准确地计算永磁直线电机矩形开槽情况下的气隙磁场分布,提出了一种改进的许-克变换解析计算方法.首先,采用等效磁化电流法,建立永磁直线电机初级铁芯无槽情况下的气隙磁场模型;其次,根据永磁直线电机的结构尺寸,并考虑初级铁芯矩形开槽的影响,对传统的许-克变换方法加以改进;然后,利用改进的许-克变换方法,解析计算矩形开槽永磁直线电机的气隙磁场分布.理论分析和真实的数据计算结果表明,与传统的许-克变换方法相比,所提出的方法更接近于有限元软件的计算结果.最后,根据改进的许-克变换解析计算方法,对电机气隙磁场分布进行优化设计,试制了一台短次级圆筒型永磁直线发电机.     

基于振动信号分析的感应电机气隙偏心故障诊断

电机的偏心故障会引起气隙磁场不均匀,由电磁感应理论可知,不平衡的磁场作用在定转子上会产生不平衡磁拉力,使电机发生异常振动,故电机的振动信号可间接反映内部磁场变化,进而有利于判断电机内部是否发生气隙偏心故障.主要分析了振动信号与偏心故障间的关系,先分析电机气隙大小对磁场的影响,计算出振动作用力大小;再通过故障模拟平台测得数据对理论分析得出的故障特征频率进行验证;总结了气隙偏心故障与电机机械振动现象间的关系.     

超导电机端部绕组电动力的数值计算

本文讨论了超导电机的基本方程,稳态参数及瞬态电流的确定方法,在此基础上推导了交流电机电枢绕组端部电磁力的计算公式;论述了用状态方程确定瞬态电流,用瞬态电流计算场,由瞬态电流和端部场确定力的过程,并对超导电机作了实例计算。文中所阐述的理论和方法对常规电机与超导磁体亦适用,从而具有较好的应用前景。     

水轮发电机端部各向异性涡流磁场及损耗的有限元分析

针对目前的端部场计算模型一般不包括定子铁心,故在定子铁心边段附近关键区域内的磁密计算值与实测值有较大的误差,不能满足工程要求的问题,首次将水轮发电机端部磁场的求解区域扩展到定子铁心中,建立了将端部与定子铁心边段有效部分结合起来总体考虑的新模型,模型中考虑了定子铁心的各向异性及非线性。导出与模型相应的三维各向异性涡流场边值问题及与之等价的条件变分问题。采用有限元法对ＴＳＳ８５４／９０－４０型水轮发电机的端部磁场进行了实例计算,结果表明：新模型能使端部磁场的计算精度大大提高。另外,对影响水轮发电机端部磁场的某些因素进行了分析,为大型水轮发电机端部结构的改进提供了理论依据。     

直线感应电动机高速运动时的终端效应

为了深入了解直线感应电机的端部效应,以提高其性能,建立了直线感应电动机理想的一维数学模型,根据电磁场理论导出气隙方程的解,分析了模型的解及相关参数与磁场和推力的关系.分析表明:直线感应电动机高速运动时的端部效应主要由入端效应波引起,可采取增加电机极数,增大电机的次级电阻、气隙和电源频率,采用双层绕组或增加补偿绕组等措施,减轻端部效应的影响.     

混合励磁型多自由度球形电机的偏转分析

为解决现有多自由度电机的偏转运动部分存在转矩不足、转矩波动大和运动范围小的问题,提出了一种混合励磁型多自由度球形电机。在介绍该电机的基本结构和运行原理的基础上,提出了基于多节点许-克变换的磁场解析法,以解决该电机使用三维有限元法进行磁场计算时速度慢的问题。该方法利用离散的线电流对电机的永磁体和绕组进行等效,并将复杂的气隙区域分别通过多节点许-克变换和指数变换转化为圆环区域,利用圆环区域中磁标量位的解析解计算单根线电流区域中的磁场信息,并通过叠加计算整体的磁场信息。而后利用各区域坐标点的转化关系计算原气隙区域的磁场信息,计算获得径向磁密之后通过安培定律计算偏转部分的电磁转矩。本研究采用解析法和三维有限元法建模分析了电机的磁场特性和偏转转矩特性,两种方法的磁场计算结果的吻合度较高,解析法相对于有限元法在幅值上的最大误差分别为7.3%和3.92%,验证了解析法的准确性。为了进一步验证,研制了样机并搭建了实验平台,进行了电机静偏转转矩的测试,结果表明,该电机具有较高的偏转转矩,最大偏转转矩为2.13 N·m,且实验值和两种理论的转矩计算结果的误差较小,实验结果与有限元法、解析法的计算结果误差分...     

长初级分段供电变极距直线感应电机的气隙磁场分布及电感参数特性

本文对长初级分段供电变极距直线感应电机的气隙磁场及其互感不对称问题进行了研究。针对为满足在恒压、恒频电压源供电条件下驱动负载匀加速运动所提出的变极距电机,文中在考虑谐波磁场的前提下,通过一维解析推导及二维有限元仿真计算,对电机气隙磁场的特性进行了分析。基于相磁场的分布,文中给出了变极距电机自感、互感的解析计算表达式,从而对其电感参数中的规律进行了分析。最后,文中基于有限元仿真计算,验证了电感参数解析计算的正确性。     

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.     

非均匀磁极盘式无铁心永磁ISG电机设计与分析

为了提高集成式起动-发电机(ISG)的输出特性,降低电机成本,利用Halbach阵列永磁体理论,结合盘式电机三层叠式绕组技术,提出非均匀极弧长度Halbach盘式无铁心永磁ISG电机。首先,分析了电机结构及特点和电磁场计算过程。其次,以电机气隙磁场分布作为设计指标,利用三维有限元分析软件对电机的永磁体极弧比例、电枢直径比、转子轭部厚度等结构参数进行参数化优选。与预估结构参数对比表明:优选后电机永磁体主副磁极比例为5∶2∶1∶2时,气隙磁密基波幅值提高了9.72%。三层叠式绕组可增加线圈有效边长度,提高气隙磁场利用率,感应电动势平均值增加了8%。     

模拟电流法

本文通过计算示例论证了模拟电流法不但能计算均匀媒质内的磁场,还可以计算分层媒质内的磁场以及正弦似稳场。本文又提出了将模拟电流法使用于分层媒质时选取统一参考点的方法;提出了当参考点和某一匹配点重合时或作为边界条件的磁位值为未知数时,应用模拟电流间的关系作为约束条件。并指出,对于不同的具体问题,计算结果和约束条件之间的依赖关系决定于唯一性定理。文后,用模拟电流法计算了三相工频电炉馈电线中的电流分布,结果和映射法结果基本相符。     

增强器二极磁铁样机磁场测量与端部削斜研究

使用霍尔探头点测量上海同步辐射装置增强器二极磁铁样机场图，对点测结果进行数值积分得到场衅中每条线积分，根据线积分误差分布，对极头端部进行削斜研究，本文给出了端部削斜磁场测量的研究结果，并且确定了样机铁端部的几体尺寸，最后用三维场模拟计算结果与实测结果作了比较。     

用等效磁化区法计算永磁电机的三维静磁场

本文对计算三维静磁场的等效磁化区法作了研究,从理论上证明了用等效磁化区方法计算三维静磁场的正确性,并提出了构成等效磁化区的一般方法。按照等效磁化区法的数学模型,本文对用有限元方法求解三维静磁问题的离散格式作了推导,并研究了用等效磁化区法计算非线性磁场的途径,给出了按牛顿-拉斐逊法求解非线性方程组的雅可比矩阵。应用所编的PORTRAN程序,本文计算了飞轮式永磁发电机的空载和负载三维静磁场,并对电机的端部磁场作了测量。结果表明,计算值与测量值之间虽存在一定误差,但磁密的变化趋势两者基本一致。     

非对称交错混合励磁爪极同步电机调磁性能三维有限元分析

为深入研究非对称交错混合励磁爪极同步电机的调磁性能,分析了该电机的磁路结构特征和调磁原理.采用三维有限元方法计算了不同直流励磁电流下的空载电机磁场,给出了不同励磁电流时电机气隙磁场分布及每极气隙磁通变化情况.设计制作了一台2 kW样机,对样机进行了调磁性能实验,实验结果与三维有限元计算结果吻合.实验结果表明,只需相对较小的励磁电流便可实现气隙磁通的宽范围调节.该研究工作表明,所提出的电机结构新颖,调磁性能良好,电机效率较高,可满足宽调速同步电动机的需要.     

轴向气隙磁阻电机三个重要问题的初步探讨

本文讨论了轴向气隙磁阻电机的三个重要问题,即片数与气隙的关系、端板单边磁拉力的计算方法及金属转轴中的能耗估算问题,为磁阻电机改进设计提供了依据。     

Schwarz-Christoffel变换在电机的双开槽气隙磁场计算中的应用

本文用Schwarz-Christoffel变换的方法,解决了电机的双开槽气隙磁场计算中的有关问题.所得结果与实际相符.     

开关磁阻电机端部电感的分析及其计算

对开关磁阻电机磁化曲线族的计算方法进行了分析和改进,提出了端部电感的计算模型。通过Ansoft Maxwell进行有限元分析,验证了模型的正确性,并推导出了解析公式,为开关磁组电机的仿真及性能计算打下了基础。