潜水电机电磁噪声分析和对比

针对传统的潜水感应电机和一种具有更高效率的新型潜水永磁辅助同步磁阻电机（PMASRM）,利用多物理场耦合有限元仿真,分析和对比其电磁噪声。在电磁场有限元软件中对电机的气隙磁密和径向电磁力波结果进行二维傅里叶分解,分析了气隙磁场和径向力波的时空特性。PMASRM转子磁导作用产生的气隙磁密谐波空间阶次更高,造成的径向电磁力波阶次更高,可以降低电磁噪声水平。声学仿真结果验证了上述结论。     

基于永磁辅助转子和改进磁障的笼型感应电机的研究

为了有效提高笼型感应电机的功率因数,通过对传统三相四极笼型感应电机的转子结构进行改造,提出了一种基于永磁辅助转子和改进磁障的新型笼型感应电机。采用二维瞬态有限元分析方法,对比和分析了所提新型感应电机和传统感应电机在磁路分布、磁通密度、功率因数和效率方面的性能差异。结果表明,相比于传统感应电机,所提出的新型感应电机可将功率因数提升至0.86～0.98,效率最高可达到95.5%,新型感应电机能够在优化的功率因数下更加高效地运行。     

深井泵用永磁同步潜水电机性能分析与成本计算

目前在深井泵市场中,感应潜水电机的应用较为广泛,但是普遍体积大、效率低,水泵耗能严重。永磁同步电机具有高效率、高功率因数以及大功率密度等优点。因此用永磁同步电机代替感应电机作为深井泵的驱动设备,既能提高电机的性能,又能节能减费,响应国家“碳减排”的号召。为了满足最新电机能效等级的要求,根据深井泵对其配套电机要求的特殊性,针对市面上一款22 kW的深井泵用感应潜水电机,设计出一款相同型号的永磁同步潜水电机。运用有限元分析计算,对其在额定工况下性能参数以及各类损耗和感应电机的数据进行对比分析,并对所设计的永磁同步电机进行温度场仿真验证其合理性。对两种电机生产成本以及能耗值进行经济效益评估,计算结果证明所设计的永磁同步潜水电机在一定的时间内便可以完成电机的成本回收,性价比优越,同时为同类深井泵用电机的设计分析提供参考。     

新型转子结构感应电机设计及温度场研究

设计了一台新型转子结构的150 kW、4极感应电机,转子采用"铝导条+铜端环"组合结构,具有成本低、转子损耗低、效率高的优点.为了提高电机的散热能力,分别设计了定子轴向风道以及转子轴向风道.分析了电机电磁场分布,给出了电机的驱动性能,结果表明电机电磁场分布合理,驱动性能满足要求.温度场研究结果表明采用定子和转子轴向风道可以显著降低运行温度,新型转子结构也有效降低了电机的转子温度,对于感应电机的设计和应用具有一定的参考意义.     

不同转子结构高速感应电动机电磁性能分析

高速感应电机电磁设计的关键问题是电机的转子结构形式的设计。本文采用场路耦合的有限元法,针对转子叠片闭口圆形槽、光滑实心转子、实心转子表面镀铜和实心转子开缝4种转子结构下的18MW大容量高速感应电机进行了电磁设计及性能分析,得到了4种转子结构下的高速感应电机的特点。此容量的高速感应电机为目前最大容量,此前从未有过。     

基于损耗模型的感应电机效率优化控制研究

从感应电机的定、转子铁耗出发,建立了考虑铁损的感应电机d-q轴数学模型及其等效电路图,并通过研究电动机损耗与定子电流励磁分量的关系,提出了基于损耗模型的感应电机效率优化控制策略。并通过仿真对该策略与传统U/f恒定控制进行了比较分析,对最大效率控制产生的功率因数变化及分布规律进行了研究,结果表明,采用效率最优控制策略后,控制器的效率明显提高,电机的高效运行区域明显增大。     

适用于逆变器传动变速系统的新颖感应电机设计

为逆变器传动变速系统而设计的感应电机不同于直接由电网供电的感应电机。本提出并提供了由逆变器驱动的感应电机的一种新颖设计方法。随后，为此专门对尺寸估计方程式和转子槽形作了研究。推荐的方法允许将电机与逆变器的设计，广泛的性能分析和系统优化集成在一起，取得的感应电机的功率密度，比以传统方法直接为由电网供电而设计的感应电机高20—30％，本提供了模拟分析和实验结果来证明这些结论。     

转子材料和气隙对实心转子直线弧形感应电机性能影响

做直线运动、旋转运动或螺旋运动的两自由度直驱电机在机械工具、机器人等领域有广阔的应用前景。研究了一种两自由度直驱感应电机的旋转运动部分的转子导电材料和气隙对电机性能的影响,采用传统电磁设计理论和有限元相结合的方法确定实心转子弧形感应电机的参数,并且提出了设计过程中的两个关键因素,分析了转子材料和气隙厚度对实心转子弧形感应电机性能的影响。通过应用不同转子导电层材料和气隙厚度进行计算机仿真,得到在空载及负载条件下运行的转速曲线和转子损耗曲线。结果表明:在使用钢铜复合次级材料时转速波动较小,转子损耗较小;在一定范围内,气隙厚度越大,电机的转速波动越小,转子损耗越小。     

感应电机矢量控制中转子参数自适应辨识

分析了转子参数变化对感应电机矢量控制解耦的影响,提出了一种对感应电机转子参数进行估算的自适应辨识方法。基于Lyapunov稳定性原理,设计转子参数的自适应规律。利用Matlab/Simulink建立了感应电机矢量控制系统下的转子参数自适应辨识模型,仿真验证了方法的正确性,为校正矢量控制系统定向偏差提供了一定的理论和实践参考。     

基于槽型元素图组合的感应电机槽型设计计算法

针对传统解析法设计感应电机时,转子槽型的选择受到目前常用槽型结构形式限制的问题,提出了一种基于槽型元素图的组合槽型设计计算法,来构造感应电机一些新的槽型结构,并通过样机的试验验证,取得了预期效果。     

潜油电机端部漏抗的分析与计算

为准确计算潜油电机定、转子端部漏抗,基于三维有限元法,在充分考虑定转子隔磁段影响的前提下,提出了潜油电机定转子端部漏抗标么值的计算方法,并与传统异步电动机设计方法相比较。该计算方法物理模型简单,得到的潜油电机工作性能更符合实验数据,有效提高了设计准确度。     

感应电动机的无速度传感器控制研究

基于定子侧静止参考坐标系,把感应电动机的模型分为机械部分和电气部分。利用新的状态变量,根据系统的稳态方程计算感应电动机的速度,实现感应电动机的无速度传感器控制。与一般无速度传感器控制方法相比,该方法避免了转子转差或转子磁链角位置的计算,通过PI控制器的调节可以实现良好的动静态性能。最后仿真结果证明了该设计方法的有效性。     

潜油电机设计方法研究及验证

潜油电机是一种立式工作的特殊三相异步电动机,其结构细长,定转子采用分段结构,每两段定转子之间分别装有隔磁段和扶正轴承.显然普通三相异步电机的设计方法难以适用于潜油电机.修正了潜油电机端部漏抗和隔磁段漏抗的计算方法,并采用流体力学的基本理论,推导出了转子与润滑油之间的油摩损耗的计算公式,计算了扶正轴承中的涡流损耗,改进了潜油电机的设计方法.设计制造了两台样机,一台装有隔磁段,另一台没有隔磁段,旨在考核分段处结构对电机电磁参数和性能指标的影响.实验结果验证了所改进设计方法的正确性,同时得到隔磁段对电磁参数和性能存在较大影响,设计时应充分考虑.     

一种新颖的感应电动机控制仿真研究

矢量控制是基于旋转坐标实现感应电动机的交、直轴电流的解耦控制,状态变换需要计算转子转差或转子磁链角的位置.提出了一种新颖的感应电动机解耦控制方案,该设计方法可以实现快速的转速、转矩和磁链的跟踪.与传统控制方法相比,该方法避免了转子转差或转子磁链角位置的计算.仿真结果证明了该设计方法的有效性.     

六极永磁式潜油电机技术问题及CAD软件开发

结合永磁同步电机设计原理,对六极永磁式潜油电机重要技术问题进行了分析.根据潜油电机特殊的分段结构,分别对端部漏抗的计算和斜极方法进行了研究,提出永磁式潜油电机转子倒装的分段斜极式方法并开发了CAD软件.通过建立六极永磁式潜油电机有限元模型,对齿槽定位力矩进行分析,验证该方法对降低电机齿槽定位力矩起到了一定的作用.     

油摩损耗对电潜泵用永磁电机流固耦合传热计算的影响

电潜泵用永磁电机工作在高温高压的特殊环境下,采用润滑油作为潜油电机的润滑和冷却物质,润滑油随着转子在气隙中运动。以往研究只考虑了转子油摩损耗,然而相比于空冷、水冷等冷却方式,油冷时,润滑油黏度较大的特性是不可忽略的因素。且电潜泵用电机转速较高,润滑油对定子侧产生的油摩损耗是否可以忽略及其对电机温升的影响需进一步探究。因此,以一台15 kW潜油永磁电机为例,推导出了定子油摩损耗近似解析式,提出了定子油摩损耗与转子油摩损耗的关系规律。基于计算流体力学和流固耦合传热理论,研究了气隙处流体流动特性,证明了定子油摩损耗近似解析式的准确性,得出了电机各部件温升分布,并分析了定子油摩损耗对电机的温升影响。     

Deadbeat flux level control of direct-field-oriented induction motor

A method for the deadbeat flux level control of a direct-field-oriented induction motor with position control loop has been developed that employs an adaptive rotor flux observer. The observer is a full-order type and is used not only in the direct-field-oriented controller, but also to identify stator and rotor resistances of the motor. The observer reduces the sensitivity of a deadbeat controller to fluctuations in the motor parameters. The main advantage of this method is that it improves the efficiency of an induction motor without sacrificing dynamic performance. This paper describes the method as well as the fundamental characteristics of the system derived from experimental and simulation results.     

基于遗传算法异步电动机转子故障诊断研究

为了能够有效地对异步电动机转子进行故障诊断,深入地研究遗传算法在异步电动机转子故障诊断中的应用。首先,对传统的遗传算法进行了改进。其次设计了基于遗传算法的异步电动机转子故障诊断的神经网络。最后,进行实际的异步电动机转子的故障诊断,验证结果表明该方法具有准确、便捷的优点。     

High torque induction motor with rotating magnets in the rotor

This paper describes a new type high torque induction motor which has the rotating magnets in the rotor. The motor basically consists of a usual stator, cylindrical rotor, and inner cylinder of which the surface is covered by a set of magnets. The rotor turns at somewhat less than synchronous speed. The inner cylinder with magnets can revolve freely against a rotor shaft. The magnets revolve synchronized by the rotating magnetic field induced by the stator current. The magnets make the flux in the rotor. Then we can expect torque increase by the increase of the flux. The results of magnetic field analysis indicate the flux is increased. In the experimental results of a test motor which is a 400 W prototype machine, we have obtained the torque increase by approximately 20 percent as anticipated in the magnetic field analysis. Moreover, test results show improvements of efficiency and power factor in the motor operations. The efficiency of the test motor is obtained as high as 10 percent at the rated output over those of a same size conventional induction motor. Although power factor of conventional induction motors is lagging at all times, the test motor can be operated with near unity, leading or lagging by adjusting the ac supplied source voltage.