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。     

永磁同步电机磁通谐波抑制的补偿控制仿真

永磁同步电机的转子永磁体励磁磁场中含有的谐波分量,将增加定子绕组内磁链的谐波分量,增大电机的损耗,导致电机温度升高,同时产生转矩波动.根据内置式电机转子磁场的特点,建立电机模型,并在该模型基础上提出一种对磁场谐波抑制的补偿控制算法,通过降低谐波分量来减少定子铁损.同时对电机因磁场谐波引起的转矩波动进行补偿,从而减小振动和噪声.仿真结果表明该补偿控制算法使得磁链谐波分量明显降低,转矩波动减小.     

永磁同步电机单层分数槽集中绕组磁动势与电感

在对电机磁路进行理想假定的条件下,推导出单层分数槽集中绕组永磁同步电机电感参数计算公式.电机内除偶数和相数的整倍数之外其他极对数的磁动势都存在,其中与基波绕组系数相同、转向相反、幅值很大的谐波极对数仅与基波相差2对极;当电机槽数较少时极对数为1的次谐波磁动势幅值甚至比基波还大;绕组系数与基波相同的高次谐波以及其他次谐波幅值也较大.电机高速运行时,幅值较大的谐波磁动势产生的磁场会在永磁体内产生涡流损耗,造成永磁体温升增加,甚至去磁.由于电机的谐波漏抗很大,电机的总漏电感很大,功率因数低.但是,漏电感大可以提高电机的弱磁调速范围.     

方波电源供电六相异步电动机的谐波分析

六相恒流电机是一种作为二重化电流源型逆变器负载的特殊电机，采用了空间３０°相带绕组，能较好的缓解由于恒流源供电而产生的谐波问题。作者对此电机旋转磁场的各次时间、空间谐波进行了全面的分析，给出相应的等值电路及谐波损耗、谐波转矩的计算方法。并对一台电机进行了具体数值计算。     

胜利油田电网谐波分布规律及抑制对策

为掌握油田电网谐波的状况,进而有针对性地提出油田电网谐波抑制对策,以用户注入谐波量作为依据,将母线作为研究对象,对油田电网不同的用电负荷、不同电网等级的谐波电流和谐波电压进行了检测.结果表明:变频节能装置产生的谐波较电机严重;不同类型电机对电网谐波的影响程度不同,由大到小依次为高效开关磁阻调速电机、永磁同步电机、异步电机、电磁调速电机、高滑差电机和6kV同步电机;油田电网电压谐波畸变率小于国家标准,网供电能合格;6～10kV线路电流谐波严重超标,占总线路数的34.5%;超标谐波主要是5次、7次谐波,其次为3次谐波.电网谐波抑制的重点是抑制6kV供电系统的谐波含量.有源滤波是一种新型谐波补偿装置,可以有效减少流入电网的3次、7次、11次谐波.     

两种逆变器电源对三相异步电动机性能影响的分析

分析了两种逆变器— 180°导通型和 12 0°导通型输出的非正弦电源作用于电机时产生的磁势谐波 ,给出了电机k次谐波等值电路 ,在此基础上 ,从电流、转矩、损耗等方面讨论了非正弦电源对电机性能的影响。     

低同步串级调速感应电动机数学模型和稳态谐波转矩分析

本文对低同步串级调速系统中感应电动机数学模型和稳态谐波转矩进行了分析研究,根据双轴理论和串调系统的特点,建立了在不同旋转坐标系中的电机在串调下的数学模型以及计算串调系统电机稳态谐波转矩的公式,由此可以计算出指定谐波电流所产生的稳态转矩值。     

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。     

谐波危害的探讨

简述了谐波产生的原因,及谐波畸变对电力系统中的电力变压器、电容器组、电力线路、旋转电机、保护、通讯、电子设备等的危害,并进一步说明谐波治理的必要性。     

基于高频方波注入的永磁同步电机转矩脉动抑制策略

传统的高频方波注入法,利用转子的饱和凸极效应,可提升转速控制精度,但该方法也导致电流中含有大量的谐波而产生畸变,对电机的转矩脉动产生负面影响。在传统高频方波注入法的基础上,通过谐波电流抑制算法,利用坐标变换及低通滤波器采集出5、7次电流谐波分量,将采集的数据经过谐波电压补偿。提出了一种谐波抑制高频注入的方法。该方法消除电机工作中电流谐波分量,达到抑制转矩脉动的目的。仿真和实验结果表明了该算法可以有效地抑制定子电流的畸变,降低转矩脉动,且具有较高的灵活性。     

基于瞬态激励的感应电机转子位置检测

为解决感应电机低速和零速时的转子位置跟踪问题,提出一种电流瞬态响应二次测量结果相叠加获得转子位置的检测技术.利用逆变器产生的脉冲作为激励信号,通过瞬态电流响应得到可反映转子位置信息的寄生效应特征.讨论了逆变器馈电时瞬态激励转子位置检测的数学模型,针对脉宽调制(PWM)恒压源逆变器馈电时存在的死区效应、负面效应等负面非理想特性的影响;通过仿真手段分析了逆变器死区效应对电流瞬态响应的影响,并给出相应补偿策略;采用改进型的双模滤波器,有效地抑制了负面效应引起的共模和差模dv/dt及瞬态电流波形畸变.在3 kW感应电机试验平台上进行了验证,结果表明瞬态电流检测结果具有可反映转子位置信息的寄生效应.     

两相异步电动机的SVPWM控制

研究了两相逆变器-异步电动机系统的SVPWM控制技术,该系统可以广泛应用于小功率、宽调速运行的场合．通过对电机基本方程进行Kron变换,建立了系统完整的数学模型,提出了4个电压矢量8个工作空间的SVPWM控制技术,推导了控制参数和计算公式,给出了实施本方案的逆变器功率管的导通顺序和逆变器的输出电压波形．论证了提出的SVPWM控制技术在两相逆变器-异步电动机系统中明显地减小电流谐波、转矩脉动的原理,建立了基于80C196KC控制器的两相逆变器-异步电动机系统,系统由80C196KC控制器、控制电路、功率驱路、逆变器主电路、异步电动机等组成．     

基于逆系统理论的感应电动机控制策略

针对电压源型逆变器供电的感应电动机,应用逆系统理论提出了一种新型控制策略。利用得到的逆系统模型将感应电动机补偿为伪线性系统,而伪线性系统相当于两个解耦的线性子系统。以伪线性系统为控制对象,运用线性控制理论对整个控制系统进行了综合,给出了控制系统的原理框图。利用MATLAB软件对控制方案进行了仿真实验,实验结果验证了理论分析的正确性和控制方案可行性。     

多相异步电机谐波电流与谐波磁势的对应关系

为了分析定子绕组流过非正弦电流时多相异步电机的运行性能,必须了解谐波电流与谐波磁势的对应关系。通过Fourier级数把非正弦电流分解为基波电流和一系列谐波电流,分别计算各次时间谐波电流所产生的不同次空间谐波磁势,得到谐波电流次数与产生的合成谐波磁势次数间关系且给出通用表达式。结果表明:多相异步电机谐波电流与谐波磁势间的对应关系不同于三相异步电机。分析了某十二相异步发电机未能建立基波电压却建立了谐波电压的原因,并提出了解决方法。     

电压型逆变器供电的变频异步电动机设计初探

分析了变频方式运行对异步电机运行性能产生的影响,给出了谐波电流、磁势、转矩、损耗的计算公式提出了变频电机要由通用向专用方向发展的思想在此基础上,提出了将传统异步电动机设计的 6个约束条件简化为 3个,以解放变频异步电动机设计最后给出了变频电机的频率与极数、电磁负荷与气隙大小、槽形及温度与散热的设计思想     

六相异步电机定子谐波电流抑制的滤波器研究

针对电压型逆变器驱动的多相异步电动机的定子谐波电流问题,提出了一种新型的电抗滤波方法,滤波电抗器采用单铁心结构.当被控异步电机为六相移30°的绕组结构时,定子中的基波电流在电抗器铁心中产生的磁动势为零,而5次,7次等低次谐波电流则产生2倍于三相结构的旋转磁动势,因此该滤波器可以有选择地对定子中的显著谐波电流产生电抗,而对基波电流不产生电抗.对包括滤波器的多相异步电动机建立了数学模型并进行了仿真分析,仿真结果验证了电抗器的有效性.     

逆变器供电感应电机新型空间矢量PWM控制方法

讨论了电压空间矢量ＰＷＭ控制的几种不同组合方式。分析了每种组合方式下的谐波电流，电机谐波转矩和谐波损耗。给出了比较曲线和实验波形。为不同应用场合下选择不同的空间矢量ＰＷＭ控制方法提供了依据。组合方式３为在逆变器—感应电动机系统中的最优ＰＷＭ控制方式。此方法的优点是器件的开关损耗低，而且在调制系数较高时，电机电流的谐波含量少，由其引起的电机谐波损耗低、转矩脉动小。理论分析和实验结果证实了控制方法的有效性。     

基于DSP的异步电机SVPWM控制系统及优化研究

以TMS320LF2407型DSP为控制核心构建一全数字化空间电压矢量脉宽调制控制系统,阐述了电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)的基本原理和控制实现方法,针对感应电机负载特性,对开关损耗和谐波特性2个方面进行分析,提出适于感应电机负载的优化策略。最后用Matlab的Simulink对异步电动机的SVPWM的控制系统进行仿真,仿真结果表明该系统可提高能量的利用率,谐波减少,结构简单,便于控制,同时具有转矩脉动小、噪声低、电压利用率高等优点。     

变频调速异步电机的谐波分析

分析了异步电机在变频电源驱动下的谐波产生基理及对电机运行性能的影响．建立了变频调速系统的仿真模型,并对变频器供电及标准正弦供电时电机的运行性能进行了仿真比较．结果显示,异步电机的电流及转矩在变频器驱动下都出现了明显的脉动．