轴向磁通电励磁发电机绕组排布方式电磁特性分析

针对传统发电机转子质量大、转动惯量大的问题,提出了一种应用于汽车废气涡轮增压器低转动惯量的轴向磁通电励磁双定子双凸极发电机。该发电机转子夹在两对称定子中间,结构简单,稳定性高,适合高温高速的运行环境。根据该发电机的电感特性,推导了不同相数与不同励磁跨距下定转子的极数约束公式,运用有限元软件对两种绕组排布方式进行空载与负载仿真,经分析得出结论：励磁跨距2的绕组排布方式负载与空载的电动势谐波相较于励磁跨距1分别下降了5.07%和5.17%,输出电压脉动率降低了16.43%,较大地改善了轴向磁通电励磁双凸极发电机的发电质量。     

浅析电励磁双凸极电机系统技术

电励磁双凸极电机具有结构简单、高可靠性、较高的能量密度和高速运行能力等优点。这种新型的无刷直流电机应用于起动/发电系统具有良好的前景。本文着重分析了电励磁双凸极电机的结构,工作原理及数学模型,以期为更好使用电励磁双凸极打下理论和实践基础。     

一种新型混合励磁爪极同步发电机结构及特性研究

针对电励磁爪极电机功率密度低、永磁爪极电机磁场调节困难的问题,研究了一种新型的混合励磁爪极同步发电机.根据电机学原理,利用磁路的计算方法和三维有限元分析计算方法对该电机进行仿真计算,探讨其空载特性和调节特性,分析比较了该电机与电励磁爪极电机和永磁爪极电机的性能差异.研究结果表明:(a)相对于电励磁爪极电机,该电机实现了励磁电流的双向控制;相对于永磁爪极电机该电机使得输出电压可调.(b)在更宽的负载范围内实现了保持输出电压恒定.     

一种新型混合励磁分段转子开关磁阻电机

分段转子开关磁阻电机磁路短、损耗小,但功率密度低。在该电机的定子槽口增设12块永磁体,构成一种新型12/8极混合励磁分段转子开关磁阻电机。介绍混合励磁分段转子开关磁阻电机的拓扑结构和工作原理,建立电机的数学模型,分析永磁体的工作模式,并用等效磁路法验证其增磁作用。使用有限元法仿真其静态和动态特性,分析永磁体厚度对电机的影响、在不同电流下永磁体转矩与总转矩的占比关系。与传统分段转子开关磁阻电机进行对比,混合励磁分段转子开关磁阻电机的平均转矩提高10.7%,转矩脉动减少11.1%。     

基于等效磁路的并列结构混合励磁发电机磁场仿真分析

分析了切向永磁和爪极电励磁在转子中并列组合的混合励磁发电机的结构特点和工作原理,建立了等效磁路模型．由等效磁路模型推导了气隙磁密与励磁电流、磁钢厚度和极对数等参数的关系式,给出了参数计算的方法,并计算了等效磁路模型不同励磁电流下的气隙磁密大小．采用有限元分析软件对发电机建模,仿真分析了发电机的磁场分布,得到气隙磁密与各参数之间的变化关系曲线．仿真结果与等效磁路模型相符,验证了等效磁路模型的正确性和参数计算的有效性,为并列结构混合励磁发电机的设计和参数分析提供了参考．     

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。     

转子偏心及定子斜槽凸极同步发电机支路的感应电动势

为了快速准确计算转子偏心及定子斜槽的凸极同步发电机的空载支路电压,采用非线性二维有限元法对转子偏心及定子斜槽发电机的磁场进行计算.提出了采用运动气隙线处理定转子相对运动、利用多层分片模型中导体电动势叠加计及定子斜槽的方法,计算了转子静态偏心下的同步发电机的空载支路感应电动势,并分析了转子偏心对支路感应电动势的影响.该方法计算准确,计算量小,与3 kW凸极同步发电机的实验结果的比较说明了计算方法的正确性.     

一种自起动双速凸极同步电机及其起动特性

研究了一种采用叠架式励磁绕组的自起动双速凸极同步发电电动机，这种电机转子可采有叠片磁极、无需其他任何辅助阻尼绕组，而使其在电动机运行时能够实现直接异步起动，同时在发电机运行时又兼有阻尼绕组的作用，从而使其转子结构大为简单化，实验结果表明，这种电机及其起动方法是有效的。     

异步化超高压发电机转子结构优化

为了减小异步化超高压同步发电机气隙磁密的谐波影响,改善感应电动势波形,对异步化超高压同步发电机进行结构优化;采用有限元方法对异步化超高压同步发电机不同转子绕组的连接方式及槽型进行了仿真分析,得到了气隙磁密和感应电动势的谐波含量.结果表明:采用双层叠绕组连接方式和半开口槽型的转子结构时,异步化超高压同步发电机的感应电动势谐波含量能达到国标要求,并能提高该类电机运行的可靠性.     

双凸极式变绕组双模起动发电机及其电磁特性

为了拓宽开关磁阻起动发电系统调压范围,简化控制系统,提出一种双凸极式变绕组双模起动发电机;即通过绕组的变换,实现起动状态与发电状态变原理运行,在保证电机具有开关磁阻电机优良起动性能的同时,简化了发电状态的调压控制系统。基于该电机的特殊结构和控制特点,搭建带整流管的不对称功率变换模块和绕组切换模块;运用等效磁路法研究定子极弧系数对励磁绕组自感的影响规律,确定了最优定子极弧系数;应用场路联合仿真对电机起动过程和发电过程进行数值分析。通过实验验证所提出电机及控制方法的可行性和合理性。     

数字调压器的模糊滤波控制算法

研究了DSP数字调压器中的模糊滤波控制算法,引入可调因子快速建立模糊推理表,在电励磁双凸极发电机的Matlab建模上实现了输出电压的稳态调节.     

基于多绕组的双余度发电机系统的理论研究与仿真分析

余度技术是提高航空电源系统可靠性的重要手段。本文利用一台电磁式双凸极电机,并通过双绕组设置实现双余度发电。通过调节励磁电流的大小使其中一个发电通道输出额定电压,与此同时,另一个发电通道通过DC／DC变换输出额定电压。该方案的特点是：共用一个转子,结构简单,可靠性高。文中以分段线性电感为基础,建立电磁式双凸极电机双余度发电系统的数学模型,并对其进行了理论研究和仿真分析。     

车用轴向永磁混合励磁发电机结构设计

研究混合励磁发电机并励式结构永磁体磁动势和电励磁产生的磁动势的相互作用和相互影响关系,提出了带凸轴法兰盘的爪极式圆环形永磁体和电励磁组合励磁的并励式发电机结构方案;对发电机各部分进行研究,确定其结构参数,设计出合理的控制电路.该混合励磁发电机磁通可调、输出电压稳定、节约铜材、效率高.     

交直流混合供电同步发电机稳态性能的仿真

为了考虑磁路饱和和整流绕组因整流元件的开关引起的电流变化对交流绕组电压波形畸变率和直流电压的影响 ,将电机的多回路理论与有限元方法结合建立了交直流混合供电同步发电机的数学模型 ,利用关联变换建立绕组、整流桥与负载间的联接。对发电机不同负载时的稳态性能进行了仿真 ,该法考虑了由于凸极效应、磁路饱和、绕组布置以及定转子齿槽的影响产生的空间谐波磁场的作用。计算结果与实验结果进行了比较证明了数学模型的正确性     

增程器用少稀土永磁交替极发电机设计与分析

针对传统的增程器用12极18槽永磁发电机制造成本高、感应电动势波形差等问题,提出了一种的新型结构永磁交替极发电机。通过改变极槽匹配关系和转子铁心上磁钢布置方式,实现稀土永磁用量的减少和感应电动势高次谐波的降低。利用有限元软件对四种结构的增程器发电机进行了建模仿真,结果表明与传统的增程器用12极18槽永磁发电机相比新型永磁交替极发电机能够减少稀土永磁用量;并且降低5次、7次感应电动势谐波含量。最后通过实验验证了新型永磁交替极发电机设计的合理性。     

基于分段线性电感混合励磁双凸极电机的建模仿真

混合励磁双凸极电机是近些年发展起来的一种新型调速电机.在对电机本体研究的基础上,采用分段线性化方法解决绕组电感的非线性问题;并根据电压、转矩、机械运动、位置信号等数学模型,利用MATLAB/Simulink进行建模仿真.仿真结果中励磁电流、转速、转矩符合理论分析,为今后的深入研究奠定了基础.     

绕线转子无刷双馈电机空载电流分析

以绕线转子无刷双馈电机为研究对象,基于转子电路电压平衡关系,以转子边作为参照系,针对无刷双馈电机两套不同极数的绕组,提出极数折算的概念,导出无刷双馈电机正常运行时这两种不同极数绕组各自产生的合成磁动势必须保持的平衡关系,及转子电动势平衡关系的磁动势表现形式,解释了定子控制绕组变频调节时电流变化机理,由此推导了无刷双馈发电机空载运行状态下,定子控制绕组中的空载电流计算方法,并制作Y250-2/6和Y355-2/6两台不同机座号的试验电机进行了测试,结果与理论分析相符.     

基于Maxwell的悬挂式无刷爪极电励磁发电机磁极参数优化分析

悬挂式无刷爪极发电机具有励磁调节方便、无附加磁路气隙、磁路对称、工作可靠等优点,同时也存在漏磁系数大、发电效率较低的问题。通过对悬挂式无刷爪极发电机磁极结构尺寸的参数化分析,实现磁极参数的优化和发电效率的提高。利用有限元软件对发电机不同参数建模仿真,结果表明:与法兰盘相连的弯折半径是决定磁路磁场饱和的主要因素;磁极厚度、极弧系数等磁极参数存在最优取值范围,优化后发电机主气隙峰值磁密提高、平均值增大,发电效率提高。补充了悬挂式无刷爪极电机的仿真分析基础,可据此对相关参数进行匹配设计。     

机内励磁同步发电机系统的数学模型及其运行性能的研究

建立了机内励磁同步发电机系统的数学模型,提出了考虑多种因素影响的电机参数计算方法。对具有Ｐ绕组的凸极同步发电机进行了实验和仿真研究,证明了数学模型的正确性;对具有Ｐ棒的隐极同步发电机系统进行了仿真研究,指出了这种系统运行性能的优越性。     

基于场路耦合法计算爪极发电机输出功率和效率

爪极发电机磁场呈典型的三维分布,需用三维数值方法计算。文章采用三维瞬态有限元法计算爪极发电机电磁场,得到各项铁耗;采用场路耦合法计算,得到了额定负载时电励磁爪极发电机的效率,并且得到了电励磁、混合励磁爪极发电机的最大输出功率。电励磁爪极发电机输出性能实测值与计算值的一致性验证了计算结果的有效性。