不等极弧结构永磁同步电机噪声和转矩特性

对转子采用表贴式不等极弧结构的车用永磁同步电动机的转矩和噪声特性进行综合分析.通过试验测得其在有风扇和无风扇负载运行时的噪声频谱,诊断噪声源的主要频率成分.根据离散傅里叶分解理论,推导出单极极弧系数不等和相等2种结构下转子磁动势的谐波分布,得到单极极弧系数不等结构电机主要电磁力波的幅值和频率.结果表明,单极极弧系数不等结构虽然有效地降低了齿槽转矩幅值,但同时引入了更多的转子磁动势谐波分量;当转子结构对称时,转子永磁体磁场只存在奇数次谐波,而当转子结构不对称时,不但会产生偶数次谐波分量,还可能会出现分数次谐波分量,使径向电磁力波幅值增大,从而导致电机振动噪声特性变差.通过有限元计算证实了理论推导的正确性,并总结了原方案电机电磁噪声较大的原因.     

不同充磁方式的对转永磁电机气隙磁场性能研究

针对磁钢不同充磁方式对电机磁场性能影响不同,在对比分析径向充磁、平行充磁和Halbach磁体磁化强度分布的基础上,提出一种计算内永磁体转子和外永磁体转子对转电机气隙磁密的解析算法,该算法计算结果与有限元分析结果接近且趋势相同,是一种在电机设计前期预报气隙磁场分布的有效方法;利用解析和有限元相结合的方法研究了充磁方式对两种转子结构对转永磁电机气隙磁场的影响,结果表明外永磁体转子对转电机选择径向充磁能获得趋近方波的气隙磁密和较高的磁密峰值,适合无刷直流电机;内永磁体转子对转电机选择平行充磁可提高气隙磁密的正弦分布和得到较高气隙峰值;Halbach磁体的电机气隙磁密正弦分布程度高,谐波含量小,与平行充磁均适用永磁同步电机。     

从电机设计的角度减少高速永磁电机转子损耗

高速永磁无刷直流电机的转子涡流损耗主要是由定子电流的时间和空间谐波以及定子槽开口造成的气隙磁导变化引起的.转子涡流损耗使电机的效率下降并能引起转子永磁体的退磁.从电机设计的角度，采用解析计算和有限元仿真的方法研究了不同的定子结构、槽开口大小以及气隙长度对高速永磁无刷直流电机转子损耗的影响.利用傅里叶变换，得到了分布于定子槽开口处的等效电流片的空间谐波分量，然后采用计及转子集肤深度和涡流磁场影响的解析模型计算高速电机转子损耗，并对解析计算结果通过有限元仿真加以验证.结果表明，3槽集中绕组结构中含有2次、4次等偶次空间谐波分量，该谐波分量在转子中产生大量的涡流损耗.定子结构对高速电机转子涡流损耗影响很大，合理地设计定子结构能够减小转子涡流损耗.     

电动增压系统高速永磁无刷直流电机研究

由高速驱动电机与压气机组成的电动增压系统,空气经系统压缩进气缸参与燃烧以提升动力输出。但高速电机的高损耗密度和高频特性会引起永磁体高温退磁和绕组阻感变化,不利于系统长时间稳定工作。基于受阻感影响小的基波/三次谐波磁链复合信号设计了新型高速电机无位置控制策略。同时在电机设计时将提升三次谐波信噪比,减小转子径向力和涡流损耗作为优化目标,对极弧系数等电机结构参数进行了设计优化。采用三维温度场方法分析电机温升,发现不同阶段热量传播路径存在不同。样机性能实验显示系统负载运行动态响应迅速,有效降低动力迟滞;温升实验结果表明热平衡时永磁体温度远低于极限温度,可靠性提升;亦验证了热量传播路径的观点。     

低转矩波动交错转子连续极轴向磁通永磁电机设计

为消除轴向磁通电机中的偶次谐波，本文结合双转子连续极轴向磁通电机的结构特点，设计了一种转子交错布置的交错转子连续极轴向磁通电机。通过使用两转子之间交错180°电角度的交错转子连续极轴向磁通结构，消除了电机总气隙磁密中的偶次谐波，使电机转矩波动得到了显著降低。通过使用简化磁路，对交错转子连续极轴向磁通结构消除偶次谐波的原理进行了说明。最后通过有限元软件进行仿真验证。结果表明：本文提出的交错转子连续极轴向磁通电机虽然单个转子产生的相反电势中仍然存在大量的偶次谐波，但两转子共同产生的总相反电势中不存在偶次谐波，从而消除了电机中偶次谐波对电机转矩波动的影响；与传统连续极轴向磁通电机相比，交错转子连续极轴向磁通电机的转矩波动由49.06%降至7.09%，降低了85.55%；电机相反电势在电机绕组不变的基础上消除了偶次谐波，表明电机转子磁动势在电机定子的磁场中不存在偶次谐波，因此相比于传统连续极轴向磁通电机，交错转子连续极轴向磁通电机的铁耗由302.43W降至276.43 W，降低了8.59%；此外，交错转子连续极轴向磁通电机的平均转矩由传统连续极轴向磁通电机的621.17 N·m提升至677.6...     

高速电主轴用无刷直流电机优化设计

针对应用在电主轴中的高速永磁无刷直流电机存在的转矩脉动、定子铁心损耗、转子涡流损耗、永磁体抗电枢去磁能力等关键问题,从转子和定子结构两方面对电机进行优化设计。通过有限元仿真对比分析永磁体不同充磁方式及定子槽数对电机各方面性能的影响,提出采用平行充磁的面贴式转子结构和槽数较少的分数槽定子结构。设计出60000r／min、3．5kW的21槽无刷直流电机并进行稳态仿真和样机试验。     

削弱永磁风力发电机电势谐波的极宽调制方法

为削弱永磁风力发电机电势谐波的影响,提出一种极宽调制方法,通过优化发电机结构,提高气隙磁场的正弦化程度来改善发电机电势波形的质量.用ANSOFT软件分别对传统贴面式永磁发电机和新型极宽调制式永磁发电机进行有限元分析,研制了两种转子结构的永磁风力发电机样机,并构建电势波形检测系统进行实验研究.通过实验分析表明,有限元分析结果与样机实验结果一致,极宽调制永磁风力发电机能明显削弱电势谐波,从而证明了利用极宽调制方法削弱永磁风力发电机电势谐波是有效和可行的.     

考虑饱和及叠片涡流的凸极同步发电机空载齿谐波电势研究

凸极同步发电机空载电压波形主要取决于齿谐波电势,它叠加于由励磁磁势和气隙不均所产生的基本磁场的谐波电势上,使空载电压波形畸变率增大。本文先用有限元法求解饱和的基本磁场,再用饱和齿谐波比磁导对该磁场的调制作用算出第一类齿谐波电势。由于第一类齿谐波附加磁场割切阻尼绕组和磁极叠片引起叠片涡流和阻尼条高频电流,又会在气隙中产生第二类齿谐波磁场并在定子绕组感应出第二类齿谐波电势。本文作者在83、85和87年三次全国机电学术年会上宣读的论文主要的进展是计入了气隙圆周各点不同的饱和效应,而且首次测定和分析了磁极(A_3钢叠片)涡流对气隙磁场的阻尼作用。     

转子结构对高速无刷电机转子涡流损耗的影响

针对转子涡流损耗在高速电机中比较严重的问题,通过有限元分析研究了永磁体分块对转子涡流损耗的影响.分析表明：当永磁体周向宽度小于谐波磁场在永磁体中的透入深度时,永磁体分块能有效地减小永磁体中的涡流损耗;反之,永磁体分块会使永磁体中的涡流损耗增加.利用涡流磁场的屏蔽作用,在转子保护环和永磁体之间增加一层电导率高的铜片.尽管铜片中会产生涡流损耗,但该涡流产生的磁场抵消了气隙磁场的谐波分量,使永磁体、转子铁心以及保护环中的损耗显著减小,整体上降低了转子涡流损耗.     

绕线转子无刷双馈电机的工作原理及绕组设计

为解决转子结构中存在谐波含量高的问题,在分析无刷双馈电机工作原理的基础上,采用绕线转子的转子结构,对这种新转子结构电机的定转子绕组设计原理和接线方式进行研究.这种新的转子绕组可以根据"齿谐波"原理或者"变极"原理来设计,接线方式灵活,绕组系数高,谐波含量低.样机的试验数据说明:这种绕线转子无刷双馈电机有良好的性能.     

基于三次谐波的电机保护

针对电力变压器风机电机保护要求高的特点，提出了一种利用三次谐波的35kV变电所主变风冷系统的电机保护装置，给出了该保护装置的基本原理，包括三次谐波的获取方法，相位比较器的结构、原理等。实际测试波形表明了所提方案的可行性，同时实际运行表明该装置具有一定的实用性和可靠性。     

低压配电网三次谐波电流的检测与分析

随着低压配电网非线性负荷的增加,各相线非线性负荷产生的三次谐波电流在中线中叠加,使得中性线中电流大幅提升,从而影响了整个供电系统的电能质量和安全。通过对石家庄某居民小区进行实际检测,分析三次谐波电流对电网电能质量的影响,并对串联型三次谐波滤波器对已击穿设备的影响进行分析。得出三次谐波电流主要影响电流畸变和低压配电网的畸变功率。     

电机分级变频软启动与谐波滤波一体化

针对电机启动时伴随的大电流、小转矩和不平稳等问题,提出了一种电机分级变频软启动与谐波滤波一体化方法,该方法结合可变电抗技术、分级变频技术和无源谐波滤波技术,介绍了电机分级变频软启动与谐波滤波一体化的原理、拓扑架构和实现方法。在窑磨、煤磨或矿井大型提升设备拖动的电机中应用时,可使该电机在启动过程中的限流和转矩要求得到满足,并在电机软启动过程中及结束后实现动态谐波滤波,在整体上提升高压大功率电机的重载启动性能,节能降耗,保持电网电压稳定,便于工程实现。     

复序列的FFT在机电参数测试中的应用

介绍了一种实用的机电参数分析测试方法。该方法采用复序列的快速富里叶变换(FFT)原理和实时微机数据处理,计算各次谐波的电压、电流、有功功率、无功功率和功率因数,并根据测得的交流电动机的转速,求得电动机的负载率、效率和输出功率。文中(?)要地介绍了该方法的硬件和软件设计原理。实际应用表明,这种测试分析方法具有较好的性能和推广使用的前景。     

多相感应电机转子磁场定向矢量控制策略

针对多相感应电机正弦供电时铁芯利用率低、输出转矩小的问题,通过分析多相电机的磁动势分布和谐波磁场对电机气隙磁密和轭部磁密的影响,提出基于谐波电流注入的转子磁场定向矢量控制方法.通过注入满足一定比例和相位关系的各次谐波电流,优化气隙磁密和轭部磁密为平顶波,并在一台九相集中整距绕组感应电机上进行实验验证.结果表明:在保持气隙磁密幅值、轭部磁密幅值和定子铜耗与基波供电分别相等的条件下,可以有效地提高电机输出转矩和电机效率;同时系统在低速下具有良好的动态响应和带载起动能力,适合应用于低速大转矩场合.     

逆变器供电对永磁同步电机振动和噪声的影响

为了分析逆变器供电对永磁同步电机（PMSM）电磁振动噪声的影响,建立了一台PMSM多物理场耦合振动分析有限元模型。首先,利用ANSYS建立电机2D电磁模型,通过有限元法分别计算了逆变器和正弦电流供电情况下4 000 r/min电机的磁通密度;然后,应用节点力传递法将电磁力耦合到定子齿上进行谐响应分析,计算电机振动噪声,分析逆变器和正弦电流供电下PMSM电磁振动和噪声频谱特性。     

Detection of rotor position by harmonic back EMF of hybrid step motor

oroAsanelectrnmechbocalelementtIansfningdigitalelectricalpulsesignalintomechanicalangledisplacement,astepmotDrhastheadvantageofwothingwellinanopen-bosystem,butintheopen-looPsysteIn,thecharateris-ticsofastepmetorareusuallylndted,andthecharacter-ishcsofastepmotorcanbedramaicallyhaProvedbyus-ingthePOsitionfeedbecktodeteednethecaretconun-tationcormSPondingwiththerotorposihon['~3j.Teday,stePInOtorswithrotorpeihoncloSed-looPcontIDaredevelOPingfast.Theclosed-bocontIDmeth-odsputfo~inreference[…     

多工况条件下异步电机斜槽与谐波特性

为了研究多工况下异步电机斜槽与谐波特性,以一台Y2-250M-4、55kW笼型异步电机为例,建立了多截面场-路耦合时步有限元计算模型.计算出斜槽不同负载情况下的铁耗,分析了转子斜槽后定转子铁芯典型位置的齿谐波沿轴向分布规律,并研究了斜槽对定转子齿顶区域齿谐波的削弱作用.实验结果表明,谐波铁耗在总损耗中所占的比例随负载的增大而增加;电机采用斜槽时,定转子各部分铁耗沿轴向波动,损耗值沿轴向并无太大差异;斜槽对铁耗的影响随负载的增加而增大.     

低噪声感应电动机槽配合的研究

从感应电机电磁噪声产生的机理出发,对比了影响电磁噪声重要因素之一的槽配合的几种方案,采用谐波分析和有限元仿真对气隙磁密和电磁力谐波进行了分析,并运用该方法对某电机对比分析,得出的结论具有一致性.