鼠笼异步电机启动过程工作特性与磁场分析

利有限元数值分析软件建立了1．1kW三相鼠笼异步电机二维有限元模型．对启动过程的工作特性以及电机内的磁场分布和转子电流密度分布进行了计算和分析。得到了定子电流、输出转矩随转子转速变化的关系图以及启动过程中不同时刻电机磁力线分布图和转子导条电流分布图。对电机磁场的研究结果表明：启动时刻磁力线主要集中在临近转子表面较薄的一层内。转子导条电流密度沿径向逐渐增大,有明显的集肤效应。当电机稳定运行时,磁力线较均匀地分布在定转子铁芯内部,转子导条电流密度也均匀分布。通过场分析方法对该种异步电机进行研究。为异步电机参数的计算、结构的改进、控制系统的设计以及进一步的异步电机温度场计算提供了可靠依据。     

实心转子异步电机的磁场分析及参数计算

实心转子异步电机的转子磁场具有极其复杂的三维分布。本文假定在转子磁场中存在切向、径向、轴向三维磁场矢量位(?),运用解析法联立求解麦克斯韦方程式,得到转子磁场的三维矢量,从理论上证明转子磁场矢量位(?)的径向分量为零。文中通过玻印亭向量计算电机的参数,给出了端部系数的简化公式,可供工程计算参考。     

无轴承异步电机转子电阻自适应在线辨识

针对无轴承异步电机悬浮性能受转子电阻变化影响的问题,提出了一种基于悬浮力指令观测的无轴承异步电机转子电阻自适应在线辨识方法。分析了转子电阻变化对转矩绕组气隙磁链辨识影响的机理,并利用悬浮控制系统中悬浮力指令对转矩绕组气隙磁链敏感的特性,通过对悬浮力指令的实时观测实现转子电阻自适应在线辨识。搭建了无轴承异步电机实验平台。实验结果表明:采用转子电阻自适应在线辨识方法后,无轴承异步电机转子径向位移峰峰值降低了60%。     

夯扩灰土挤密桩荷载传递规律及沉降分析

通过非线性有限元分析,在灰土桩顶部逐级施加荷载模拟了夯扩灰土挤密桩单桩复合地基的实际工况。对夯扩灰土挤密桩荷载沿深度方向的传递规律及沿桩体径向的土压力分布规律和夯扩挤密桩的沉降变化规律进行了分析研究,得出夯扩挤密桩的有效加固范围和土压力沿桩体径向呈钟型分布的规律等结论。     

复合转子异步电机磁场的三维分析及参数计算

采用定子面电流沿电机轴向分布不变的假设,对复合转子异步电机的磁场进行了二维与三维解析求解,得到了描述电机磁场的各电磁量的解析表达式.基于磁场求解的结果,通过引入坡印亭向量得到了复合转子阻抗等参数的计算公式.样机的实验结果与计算结果相吻合,证明了磁场分析与参数计算的正确性.     

基于坐标变换的无轴承异步电机转子振动前馈补偿控制

为解决无轴承异步电机在高速运行时由机械不平衡引起的转子质量偏心问题,设计一种基于坐标变换的转子振动前馈补偿控制系统。该系统利用旋转坐标变换从位移信号中提取出振动信号,加在原有的径向悬浮力控制系统中,构成1个前馈补偿器,使得控制器给定径向悬浮力信号中同期成分控制力增大,并加大径向悬浮力控制系统对振动信号的刚度,从而强迫转子围绕其几何中心轴旋转,实现转子的振动抑制。研究结果表明:当转速为6 000 r/min时,仿真补偿后转子振动峰-峰值约为11μm,表明该补偿控制策略能很好地抑制悬浮转子的振动,提高转子旋转精度。该前馈补偿控制方法能够将转子径向位移峰-峰值范围控制在40μm以内,验证了所提方法的正确性与有效性。     

无轴承电机的一般化互感模型

通过解析无轴承电机的气隙磁通分布规律,基于磁链和绕组电感之间的关系,推导出二极悬浮控制四极无轴承电机的一般化互感参数解算模型.该模型既可适用于具有凸极型转子结构的无轴承电机,又可适用于具有圆柱型转子结构的无轴承电机,并针对无轴承异步电机进行了模型参数的实验验证.结果表明:在径向位移的一定范围内,互感随径向位移线性变化,测量值与计算值相差8%左右;在转子有限偏心的情况下,实验曲线的线性变化趋势以及和计算值的较好趋近性从一定程度上证明了互感参数模型的正确性和有效性.     

圆柱坐标下的多层理论在实芯转子异步电机中的应用

多层理论是分析实芯转子异步电机转子体内电磁场及计算电机性能的一种非常有效的方法.文献[1]阐述了在直角坐标下光滑实芯转子异步电机的多层分析理论.这种建立在直角坐标下的多层分析,明显的不足之处是未考虑定、转子曲率影响.采用圆柱坐标的多层分析模型可见于文献[2],它将转子沿径向分成许多薄筒,以各薄筒上的电磁量作为求解变量,列出相应的矩阵方程来求解.这种方法的缺点是待求的矩阵方程往往阶数很高,运算工作量大.本文将根据在圆柱坐标下光滑实芯转子异步电机的多层分析理论,采用文献[2]的分析模型,以矩阵传递方程形式,分析计算光滑实芯转子异步电机转子电磁场.它不仅比文献[2]的方法运算简便,而且矩阵传递方程的形式与直角坐标的相似,分析和处理方法相同,便于两种坐标下计算结果的比较.1 基本理论     

复合地基中无粘性桩周土颗粒位移形式

基于无序颗粒堆中应力传递的试验研究,用扩散过程理论微观分析挤密桩的桩周土颗粒介质在径向挤压力的作用下,塑性区内土体静力结构的应力分布、土颗粒的位移形式及其扩散规律,并用概率模型定性地描述了无粘性土复合地基的挤密过程中土颗粒的位移,得到了在r≤d2、d2≤r≤rs、r≥rs3 个不同范围内,土颗粒径向位移的概率分布模型.     

复合转子异步电机的等值电路及其参数计算

给出了复合转子异步电机等值电路的一般形式及其参数的计算公式；提出了等值电路的实用形式；就该电路参数特别是转子两层间的互感抗的计算方法进行了较详细的讨论。样机计算结果与实验结果的对比，证明了实用等值电路计算的准确性。     

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。     

无轴承异步电机最小二乘支持向量机逆解耦控制

为了实现无轴承异步电机径向悬浮力、转速和磁链的非线性动态解耦控制,提出了基于最小二乘支持向量机逆的解耦控制策略,在分析无轴承异步电机原系统可逆的基础上,首先采用最小二乘支持向量机逼近原系统逆模型,然后将逆模型串接于原系统之前构成伪线性复合系统,将无轴承异步电机线性化解耦成径向二自由度位移子系统、转速子系统以及磁链子系统,最后为了进一步提高整个控制系统性能,为伪线性复合系统设计了闭环控制器,并采用Matlab对控制方法解耦性能进行了仿真.仿真结果表明:该方法能够成功实现无轴承异步电机系统的非线性解耦控制,并且系统具有优良的鲁棒性和动、静态性能,克服了传统解析逆解耦控制方法过分依赖于系统模型的缺点.     

铸铝电机转子熔炼工艺试验研究

为了改善异步电机铸铝转子的力学性能并提高导电率,对铁芯离心浇铸铝液的熔炼、涂料使用以及铝液的清化、变质处理过程进行了试验研究,结果表明:采用复合添加剂对铝液进行净化、除气和变质处理,简化了电机转子熔铸工艺流程,同时细化了铸铝转子的晶粒组织、提高了电机转子的导电率.     

提升管内颗粒的微观运动行为

由激光多普勒测速仪获得了提升管中颗粒速度的瞬时信号，分析了提升管中颗粒的微观运动特征。研究表明，局部位置上颗粒速度概率密度分布为双峰形式，两峰分别对应于稀相中的颗粒与密相颗粒团，可用正态分布函数描述其双峰，并由此获得稀相中的颗粒及密相颗粒团的速度和两相的相含率。稀相中的颗粒及密相颗粒团的速度沿径向的分布为中心高、边壁低，且床中心区以稀相为主导，边壁区则被颗粒团所控制。提升管两相的微观运动特征及其分布造成了提升管内固含率及颗粒速度径向分布的不均匀宏观现象。     

用于飞轮电池的电动磁力轴承的研究

针对飞轮电池目前存在的主要问题，如价格和可靠性，提出了一种新型被动磁悬浮支承系统，系统由轴向永磁磁力轴承和径向电动磁力轴承两部分构成．从电动磁力轴承的悬浮机理出发，分析转子在特定磁场下运动时的电磁力，建立了转子的状态方程，继而导出稳定运转条件，并通过设计实例导出转子在一定的设计参数下可在任何转速下稳定运转的重要结论．     

一种异步电机转子时间常数实时检测方法

依据异步电机Ｔ－Ｉ型等值电路的向量图，提出了一种实时检测异步机转子时间常数Ｔ２的方法。并对实时检测的基本原理作了详细论述。这种检测方法不仅考虑了电机温度对转子电阻的影响．而且考虑了磁路饱和对转子电机的影响。文章最后给出了实验结果。     

一种基于电磁驱动的非圆异形孔加工方法

为了对镗杆施加径向可控随动作用力．在镗床主轴与镗杆之间设置一个柔性铰链变形机构(转子)，而在其外围设置一个多磁极加力机构(定子)，两者形成一个回转式电磁微位移驱动机构．定子与转子之间的作用力取决于定子线圈中的控制电流，改变控制电流可以改变转子与定子之间的作用力，实现转子相对于定子的径向微位移．通过对电磁驱动力的数值建模，提出了实现电磁驱动机构同步驱动的控制方法；通过对电磁驱动力线性化误差进行分析，给出了电磁驱动器关键参数的设计方法．在正常工作范围内，电磁驱动器微位移与控制电流之间具有较好的线性关系．模拟试验表明，通过改变控制电流的大小，转子(镗杆)中心的回转半径随之变化，从而带动镗杆在径向上做精密微位移．     

复合转子异步电机的等值电路及其参数计算

给出了复合转子异步电机等值电路的一般形式及其参数的计算公式;提出了等值电路的实用形式;就该电路参数特别是转子两层间的互感抗的计算方法进行了较详细的讨论.样机计算结果与实验结果的对比,证明了实用等值电路计算的准确性.     

转子通风结构对永磁电机转子流体场和温度场的影响

为降低实心转子永磁电机转子温升,以一台全空冷315kW、6kV实心转子永磁电机为例,建立了该电机转子无通风沟的三维全域流体与固体耦合传热数学模型,给出了计算区域边界与假设条件,采用有限体积法求解三维流体与固体耦合传热数学方程组,得到了转子体的温度分布,与实验数据对比验证了计算方法的准确性.由于转子无通风结构,转子体的温度较高.为了降低转子温度,提出了在电机转子上开轴径向通风沟的多种结构方案,研究了转子径向通风沟数量与位置对转子内温度分布及空气运动的影响.结果表明:在转子上开轴径向通风沟能够有效降低转子温度,为实心转子永磁电机通风系统设计提供了理论依据.     

基于ANSYS的无轴承电机两套绕组极数配合分析

分析了无轴承异步电机径向悬浮力产生原理基础,推导了其最大径向悬浮力数学模型.采用有限元分析和计算方法,讨论了无轴承异步电机在两套绕组励磁电流相等情况下,两种极数配合产生的径向悬浮力,得出最优极数配合.为无轴承异步电机获得最大径向悬浮力的优化设计提供了一定依据.