光滑实心转子异步电机等效电路参数的二维计算方法

实心转子异步电机等效电路是设计和性能分析的重要手段,等效电路的参数需要通过电磁场求解获得。文中分析比较了光滑实心转子异步电机等效电路参数的4种二维计算方法,对其中的3种进行了改进。为考虑曲率半径效应影响,改进为在圆柱坐标下求解实心转子电机线性时的电磁场,推导了转子阻抗表达式;改进了分层法和透入深度法,使其在原本能考虑转子铁心饱和的基础上,更考虑了定子铁心饱和。采用折算至转差频率的场路耦合非线性谐波场,计算电机磁场。分别用4种算法结合转子端部系数,计算电机转子等效电路参数。在一台实验样机上将4种算法计算结果与实验进行了比较,说明了转子铁心饱和效应、考虑曲率半径和转差率对转子阻抗角的影响。分层法和透入深度法计算量小,有限元非线性谐波场适用范围广。该文为计算实心转子电机参数提供参考。     

国外实心转子异步电动机的研究动态

实心转子异步电动机的研究已有很长的历史。在五、六十年代,主要侧重于转子参数和等值电路的研究。经过对端部效应、转子轴向开槽等问题进行了充分研究以后,基本上奠定了实心转子异步电动机的理论基础。近年来,随着理论研究的深入、计算手段的更新、实际应用的扩大,对实心转子异步电动机的研究工作已推进到一个新阶段。本文主要对国外八十年代关于实心转子异步电动机的研究动态作一概述,以探寻实心转子异步电动机今后研究工作的方向。     

两自由度直驱感应电动机的特性分析

两自由度直驱感应电动机的实心铁磁圆柱结构转子的涡流场和磁场分布非常复杂,造成电机特性计算比较困难。采用"透入深度法"建立两自由度直驱感应电动机的数学模型并对其进行特性分析。通过建立两自由度直驱感应电动机的有限元模型进行仿真验证和特性分析。解析法与有限元法结果的对比结果较为吻合,表明透入深度法应用于两自由度直驱感应电动机的合理性。对于旋转-直线电机的设计、研究和应用具有重要的参考价值。     

复合实心转子异步电动机的起动特性仿真

本文运用状态变量法和坐标变换理论建立了实心转子异步电动机的稳态和动态特性仿真模型，考察了随转速而变化的实心转子参数对动态特性的影响。用定步长四阶龙格－库塔法对几台个有不同转子外层材料的复合实心转子异步电动机的起动性能进行了数字仿真计算，并进行了测试，计算结果与试验值基本相符。     

异步起动永磁同步电动机的转子槽漏抗计算

转子槽漏抗是异步起动永磁同步电动机(LSPMSM)参数计算的重要部分。在电动机起动时,转子槽内集肤效应严重,这使得利用传统磁路法计算结果很不准确。为了得到在电动机起动过程中,受集肤效应影响的转子槽漏抗的精确解,在前人方法基础上对分层法进行改进,并推导出通用的计算公式。根据该方法对一台11 kW、4极的异步起动永磁同步电动机的转子槽漏抗进行计算,通过计算结果与有限元仿真结果和实验数据验证比较,证明改进后的方法较传统磁路法及前人的分层法在槽漏抗的计算精度上有较大提高,且较有限元计算更加快捷方便。     

双层转子异步电动机电磁转矩计算的新方法

提出了一种关于双层转子异步电动机电磁转矩计算的新方法，抛开了多年来实心转子异步电动机研究中一直遵循的等效电路理论，不经转子分布参数的求取环节，运用数值计算的手段，在涡流场的数值计算之后直接由场量求取电磁转矩     

双层转子异步电动机电磁转矩计算的新方法

提出了一种关于双层转子异步电动机电磁转矩计算的新方法，抛开了多年来实心转子异步电动机研究中一直遵循的等效电路理论，不经转子分布参数的求取环节，运用数值计算的手段，在涡流场的数值计算之后直接由场量求取电磁转矩。     

双层转子异步电动机的研制

双层转子异步电动机由于其独特的电磁结构,兼有实心转子,鼠笼转子电动机的优点。根据多年来研制双层转子电动机的一些体会,在文中介绍了双层转子电动机的电磁计算要领;转子实心筒的合金成分对电磁参数,电机性能的影响;提高力能指标的措施。     

双层转子异步电动机的研制

双层转子异步电动机由于其独特的电磁结构,兼有实心转子、鼠笼转子电动机的优点。根据近年来研制双层转子电动机的一些体会,在文中介绍了:双层转子电动机的电磁计算要领,转子实心筒的合金成分对电磁参数、电机性能的影响;提高力能指标的措施。     

异步电动机转子断条故障演化及相关因素分析

基于多回路理论,应用有限元方法建立了笼型异步电动机在转子有无断条故障情况下电磁场分析模型,从仿真计算与实验两方面对转子断条故障前后的定子起动电流波形、转子电流密度、转子各导条所受电磁力以及磁场分布进行分析研究,并总结出变化规律;同时对转子铁损进行了计算,应用探测线圈技术对气隙磁密的基波及三次谐波成分进行分析,从而提取电机转子断条故障的特征量.理论研究与实验结果的比较证实了该有限元模型的合理性,并且为异步电动机转子断条故障诊断和品质评估提供了理论基础和计算方法.     

三维分段分层法用于光滑实心转子异步电机参数计算与性能分析

实心转子异步电机转子中复杂的三维非线性涡流场计算是分析电机性能的基础,而采用三维有限元分析的计算量十分庞大。提出了一种三维分段分层法计算实心转子磁场,可考虑定转子铁心磁路饱和、转子端部效应的影响,且计算量小。定子铁心磁路饱和采用波幅系数以及饱和系数予以考虑。对于转子磁路饱和以及转子端部对涡流分布的影响,将实心转子沿轴向分段、径向分层,各段、各层的磁导率互不相同,每段采用分层理论递推求解磁场量。转子表面磁场强度的收敛边界由定子电流给出,依据转子柱面和两个端面进入转子的能量计算等效转子阻抗,迭代求解转子磁场及阻抗参数,直至收敛。在不同工况下比较了三维分段分层法的计算结果与样机实验结果,两者较为吻合。可以采用这种算法计算光滑实心转子电机参数并分析性能,为设计优化电机提供依据。     

涡流效应对磁轴承参数设计的影响及优化设计

实心结构的转子旋转时,产生的附加磁场(涡流场)会使转子的运动状态显著不同于静止悬浮,可见依赖于静态工作点的磁轴承参数设计精确性不高,因此需要考虑涡流效应对参数设计的影响。利用有限元仿真软件估算了磁轴承设计中的关键参数受涡流效应影响的变化情况,并通过对比气隙磁通密度的实测值与有限元仿真值,验证了所建立有限元模型的正确性。在此基础上还提出了一种优化方案,并通过优化实例的仿真结果验证了该设计方法的合理性和设计结果的正确性。因此,分析涡流效应对交流主动磁轴承参数设计的影响并提出的简单精确的优化方案对采用实心转子的交流主动磁轴承参数设计具有重要的参考价值。     

实心转子感应电机的两层传输线比拟分析

本文对实心转子感应电机的的转子参数计算提出一种新方法。从传输线比拟出发。对铁磁转子内的磁导率变化采取两段曲线拟合处理．相应地将转子划分为两层求解传输线方程。内层采取半无限大空间的线性分析．外层发展了幂函数拟合磁导率曲线的分析方法。电磁场方程的解用表面阻抗表达．并找出了关系两层表面阻抗的级连电路。算例验证了理论计算结果与实验测试数据基本相符．对转子阻抗角的讨论阐明了本方法可能导致误差的程度．     

复合转子屏蔽电动机运行特性及电磁参数研究

以复合转子双绕组的屏蔽电机样机为例,建立了其数学模型,并利用二维时谐场有限元法计算了电机在起动、额定负载两种不同工况下的主要性能参数指标。利用多回路法计算模型,分析计算了屏蔽电机的负载起动工况下运行特性,并与时谐场结算结果进行了横向对比。最后提出了复合型转子屏蔽电机的等效电路,针对等效电路难以计算的屏蔽套和实心转子等效阻进行了计算说明。     

开槽实心转子电机转子端部系数的计算与比较

开槽实心转子异步电机转子的三维非线性涡流场计算量大,常采用二维有限元结合光滑实心转子端部系数的方法简化计算。但在转差率增大时,采用光滑转子端部系数仿真计算的误差明显增大。根据开槽实心转子涡流分布随转差率变化的规律,提出适用于全转差率范围的开槽转子端部系数。依据该端部系数修正转子电阻率,并采用非线性有限元计算开槽实心转子电机电磁场,可考虑转子端部效应以及定、转子铁心磁路饱和的影响。在不同工况下,对两台不同转子槽数的开槽实心转子样机分别采用不同转子端部系数进行仿真计算,并与实验结果比较。该文提出的开槽转子端部系数的仿真与实验结果较吻合,且在转差率较大时,开槽转子端部系数随转子槽数增多而增大。可为准确计算开槽实心转子电机参数及其设计优化提供依据。     

实心转子永磁同步电动机的动态转子参数及起动特性的计算

采用场路结合的方法,建立了求解了二维涡流场方程－－定子电压方程的耦合有限元方程。并借助了电路分析,计算实心转子永磁同步电动机起动过程 的动态转子参数,同时用端部系数计入端部效应的影响,从而获得转子胡滑差ｓ的变化曲线。在此了建立永磁同步电动机卢动过程的计算机仿真数学模型,用龙格－库解之,便可得到各种动态特性。此法可用于研究电机的起动特性、分析电机参数和永久磁钢特性及电机劝性能的影响,进而可改进电机的     

基于逆系统方法感应电动机调速系统的分析及控制

感应电动机反馈线性化方法的优点之一，是在电机参数准已知且转子磁通能够准确观测的前提下，可将感应电动机数学模型妥耦成互相独立的转速子系统和磁通子系统。     

实心笼型异步电机转子涡流分析与计算

使用ANSYS软件建立实心笼型异步电机二维有限元模型，分析考虑磁路饱和情况下电机起动时转子中涡流的分布情况，计算转子笼条和实心体中的涡流损耗。通过场分析方法对该种电机进行研究，为电机参数的计算、结构的改进及控制系统的设计提供可靠依据。     

SURFACE LOSS REDUCTION IN GROOVED SOLID POLES

ABSTRACT

Surface loss due to higher harmonic magnetic flux in solid pole synchronous motor is generally quite significant. This loss is present in both synchronous and solid rotor induction motors. Grooving may be adopted as a method to reduce the surface loss of the solid pole. As the presence of the grooves on solid poles causes a part of the eddy current which is considered as an end effect problem, strictly theoretical solution of the problem is extremely difficult. In this paper loss equation of two layer rotor construction and approximate equation of the loss equation are analyzed.

If the depth of the groove is small compared with the depth of harmonic flux penetration, the part of the solid pole surface is considered partly to be the two layer rotor construction. Measured value of surface loss of grooved solid rotor is described and studied by considering the end effect. Correction cofficient k_r1, about the end effect is obtained by the experiment. The surface loss reduction factor is also obtained. This grooving technique is used for the solid pole synchronous motor and for the claw pole machine.     

实心笼型异步电机转子涡流分析与计算

使用ANSYS软件建立实心笼型异步电机二维有限元模型,分析考虑磁路饱和情况下电机起动时转子中涡流的分布情况,计算转子笼条和实心体中的涡流损耗。通过场分析方法对该种电机进行研究,为电机参数的计算、结构的改进及控制系统的设计提供可靠依据。