分数槽集中绕组式无刷力矩电机极槽组合研究

制造引起电机定子和转子相对偏心是客观存在的,因此研究不同极槽组合下偏心对转矩波动影响,对极槽组合设计有重要的参考意义。采用有限元仿真方法分析了分数槽集中绕组式无刷力矩电机不同极槽组合下静、动态偏心对转矩波动影响,并进行了样机试验,结果表明：宜优选绕组线圈分成多组对称均布且极槽数最小公倍数大的偶数槽组合。     

基于变极绕组的无刷双馈电机起动 特性研究

利用"复合线圈"原理提出一种转子绕组自增阻结构。通过分析样机的定、转子绕组联结方式,说明了由变极绕组原理设计的定子绕组对样机起动状态到运行状态的切换作用;详细地阐述了自增阻结构在样机起动时可以有效增大转子电阻折算值并在样机运行时恢复正常的原理。在不同负载工况下,利用有限元仿真和样机实验对样机自起动特性和样机异步起动方式的起动特性进行仿真分析与对比。仿真与实验结果表明转子绕组采用自增阻结构设计的无刷双馈电机克服了传统无刷双馈电机存在的起动电流大、转矩小的问题,具有良好的起动特性,适用于需要频繁起动的场合。     

解决弧形永磁同步电机力矩波动的新方法

本文提出两种解决弧形永磁同步电机力矩波动的新方法。通过把不同定子的不同相绕组串联的方法解决该种电机三相绕组不对称的问题,与初始样机对比,绕组中的电流谐波大大降低。改变定子之间的角度,不同单元电机的边端力矩被相互抵消。以上优化措施,弧形永磁同步电机的力矩波动从3.2%下降到0.65%,力矩波动结果满足实际应用需求。     

基于串级绕组的新型永磁同步电机起动性能分析

针对异步起动永磁同步电机在起动过程中电流大,起动转矩小的问题,本文提出一种串级绕组理论。利用定子串级绕组产生的谐波磁场与转子分匝线圈组相互作用,优化电机的起动性能。文章通过阐述串级绕组理论,给出电机模型与定转子设计方案,并基于等效电路分析样机实际工作原理,最后运用有限元法从样机的转速、空载起动性能、带负载起动、气隙磁密和堵转转矩五个方面进行仿真。试验结果表明,应用串级绕组理论可以在提高起动转矩的同时降低起动电流,抑制起动时定子电流对转子永磁体的退磁效应,并且电机的稳态性能保持不变。     

笼型感应电动机转子故障时的参数计算

采用磁导分析的方法 ,考虑转子故障时 ,即由于转子偏心、转子导条断条和端环开裂的情况下 ,研究笼型感应电动机的气隙磁场。通过对定转子绕组中单元绕组的分析 ,考虑气隙高次谐波的影响 ,根据气隙磁场分析 ,建立数学模型。从而导出定转子三相绕组的参数计算 ,为转子故障时的电流分析计算 ,及笼型感应电动机的故障诊断和在线监测提供理论基础和计算方法。     

基于复合线圈结构的新型无刷双馈电机的起动性能研究

由于无刷双馈电动机存在起动电流大、起动转矩小的不足,导致电机起动性能达不到工业应用要求。为了解决这一问题,提出一种转子绕组采用复合线圈组和变极法设计的无刷双馈电机,并结合设计实例进行详细分析。这种转子结构使得电机在起动工况下增大转子绕组电阻折算值,从而有效地降低起动电流和提高起动转矩。通过建模仿真对复合线圈组转子结构的起动性能、普通线圈转子结构起动性能和无刷双馈电机异步起动方式的起动性能进行研究,对比3种情况下的起动电流、起动转矩和起动时的饱和情况。样机试验结果表明,转子绕组采用复合线圈组结构的无刷双馈电动机具有起动电流小、起动转矩大的特点,有效地改善了无刷双馈电机的起动性能。     

华中理工大学科研成果 “谐波起动绕线型异步电动机”通过鉴定

这种电动机的定子绕组采用双速,即经过两个开关可以转换为两种极数。其转子绕组在起动时三相绕组的电势为同相,电流通过串接电阻,串接电阻放在转子绕组的端部。在运行时,定子绕组改接,转子三相绕组的电势平衡,串接电阻不通过电流。这种绕线型电动机取消了传统型绕线转子电动机所用的滑环、电刷、外串电阻、联接转子引出线与短路开关之间的电缆,而在起动功能上可以完全取代传统式的绕线转子电动机,但没有调速功能。这种新型电动机的另一种办法是在转子绕组中采用无感绕组,即起动时,转子槽内两部分线圈的电流方向     

复合线圈结构无刷双馈电动机的变极起动研究

为解决绕线式无刷双馈电动机的起动电流大和起动转矩小的问题,提出一种转子绕组采用无感线圈设计的新型绕线式无刷双馈电动机。首先从理论上详细介绍了电机变极起动的原理和复合绕组的概念,在此基础上设计并制造了一台新型复合线圈结构无刷双馈电动机实验样机,并针对电机不同起动方式下的起动电流和起动转矩进行了研究。通过对样机进行有限元建模仿真与试验验证了转子绕组设计的正确性。仿真与试验结果表明,采用复合线圈结构的无刷双馈电动机具起动电流小、起动转矩大、起动迅速等特点,适用于需要频繁起动的场合,具有优良的性能。     

YB2系列隔爆型三相异步电动机杂散损耗的控制

一、杂散损耗的产生YB2系列隔爆型三相异步电动机(以下简称YB2系列电动机)在设计时,不仅要考虑杂散损耗对电机实际效率的影响,而且还要确保定子绕组采用F级绝缘结构,其温升限值按B级考核能合格,同时还要注意对起动过程的影响。杂散损耗按其产生根源可分为基波杂散损耗和谐波杂散损耗。基波杂散损耗的产生是由于定、转子绕组中通以三相交流电时,在定子绕组槽部、线圈端部以及转子斜槽中,产生随电流频率而交变的槽漏磁通、绕组端部漏磁通以及斜槽漏磁通,它们在导线、铁心、机座及端盖等金属构件中引起涡流,从而产生能量损耗,这些损耗分别称…     

整距绕组分块转子开关磁阻电机的电磁设计

整距绕组分块转子开关磁阻电机具有高速运行时低风（油）阻和低铁心损耗等优点,特别适合用于航天航空驱动系统。根据整距绕组分块转子开关磁阻电机的基本工作原理,结合输出功率与平均转矩的关系,将绕组电流等效为方波,推导出了整距绕组分块转子开关磁阻电机的主体尺寸计算公式;基于电机定转子未对齐位置和对齐位置的电磁特性,以及整距绕组分块转子开关磁阻电机的电磁特点,确定了定、转子极弧系数选取的规则;同时分析了绕组匝数等主要尺寸的选取的规则;最后,基于上述方法优化设计了一台实验样机,并通过有限元仿真及实验验证了整距绕组分块转子开关磁阻电机的电磁设计方法的正确性。     

双定子磁悬浮开关磁阻电机直接转矩与直接悬浮力控制

研究一种双定子磁悬浮开关磁阻电机。该电机采用内-外双定子结构,内定子和外定子上分别设置悬浮力绕组和转矩绕组。在结合拓扑结构说明其运行原理的基础上,针对该电机同时存在转矩脉动和悬浮力脉动过大的问题,提出了直接转矩(DT)与直接悬浮力控制(DSFC)策略。比较了传统方波控制策略与所提控制策略下系统的转矩脉动、悬浮力脉动以及转子径向位移波动。仿真结果表明:DT/DSFC不仅能提高系统动态响应速度,而且有效抑制了转矩和悬浮力脉动,削弱了转子径向抖振,验证了所提控制策略的有效性与优越性。     

基于实测定子电流的表贴式永磁同步电机转矩波动系数计算方法

利用实测定子电流计算转矩波动系数有助于监测永磁同步电机在实际工况下的转矩波动程度以及根据其变化进行故障预测。针对采用d-q轴数学模型、矢量控制的表贴式永磁同步电机,考虑永磁同步电机定子电流基波、谐波与转子磁场基波、谐波的相互作用对转矩波动的影响,推导出转矩解析计算模型。实测定子电流以及转子磁场进行傅里叶分析,确定主要谐波阶次以及转矩波动的主要阶次。依据对实验实例的分析,提出了利用实测定子电流计算永磁同步电机转矩及其波动系数的方法。结果表明能够用于实时监测永磁同步电机在实际工况下输出转矩波动系数。     

低转矩脉动低速大转矩电主轴感应电机的设计与分析

针对低速大转矩电主轴电机转矩脉动偏高的工程实际问题,对电机不同槽配合的性能进行分析综合对比,精确选择出各方面性能较优的电机方案。针对感应电机有限元仿真瞬态场收敛速度慢、在多方案对比时求解周期长的问题,提出时谐场和瞬态场联合仿真的思路,实现电机的快速优化设计。对一台12极7.5 kW的电主轴感应电机在每极每相槽数为3、2.5、2三种不同槽配合的组合下进行二维电磁有限元分析计算,对比其在额定工况下的铁耗、绕组铜耗、转子铝耗、效率、功率因数和转矩脉动等电磁性能。结果表明了转子导条数目的增加,能够使电机电磁性能保持较高水平,特别是能够维持较低的转矩脉动水平。最后对定子槽数90和转子槽数106的槽配合方案进行了样机制作,试验验证了样机的性能,并验证了时谐场和瞬态场联合仿真的准确性。     

永磁交流伺服电动机力矩分析

针对电流型逆变器供电的永磁交流伺服电动机的结构,运用级数展开的方法,对永磁交流伺服电动机定子绕组和转子磁体产生的磁场进行谐波分析;然后根据定、转子磁势相互作用产生转矩的基本原理,导出电磁转矩的表达式;指出合理地利用定、转子磁势谐波产生的转矩,能减少伺服电动机的力短波动,提高其性能和运行精度。     

新型磁阻电机的结构设计及转矩优化

设计了一种新型磁阻电机,采用隐极式定子,双层分布式绕组,转子结构不变。通过理论计算、分析、仿真,对电机基本参数进行了优化,设计了一款48/16结构的磁阻电机。仿真结果表明,该新型磁阻电机在转矩脉动抑制和噪声弱化方面有明显的效果。     

单绕组无轴承薄片电机功率系统的设计

针对单绕组无轴承薄片电机定子绕组电流不满足三相约束关系,传统的三相逆变器无法驱动,根据电机径向悬浮力模型和定子绕组电流模型,设计并搭建了一种基于H桥功率模块的多相驱动功率系统.运用单绕组无轴承薄片电机的原理样机系统,成功实现了电机的五自由度全悬浮,包括径向、轴向和扭转方向.实验结果表明,基于H桥模块的功率系统可对电机各绕组进行独立驱动,使得各绕组电流相互无影响,完全满足单绕组无轴承薄片电机的驱动要求.     

一种新型混合转子双定子同步电机的转矩解耦矢量控制

为了提高低速直驱永磁同步电机的转矩密度,充分利用其内腔空间,本文针对一种新型混合转子双定子同步电机,提出一种适用的矢量控制策略。该种电机的转子一侧采用表贴式永磁转子结构,另一侧采用磁阻转子结构,该种新型混合转子结构同时还解决了传统双定子永磁同步电机成本高的问题。针对该种特殊结构新型电机,本文提出一种转矩解耦矢量控制方法,利用转矩解耦系数实现了内外电机的转矩解耦控制。在Matlab/Simulink仿真环境下,对新型混合转子双定子同步电机及其矢量控制系统进行模型建立和仿真分析。仿真结果验证了所提出电机模型及其控制系统的可行性和正确性,且控制效果理想。     

一种新型感应电动机直接转矩控制系统的研究

近几年来随着鲁棒控制的发展,线性时变参数(LPV)控制方法也得到了一定的发展,并在处理非线性系统上取得了一些成果。将LPV控制引入感应电机直接转矩控制,采用多胞技术设计了一LPV转子电流估计器,从而利用定子电流的测量值和转子电流的估计值计算定子磁链和电磁转矩,实现全速范围内定子磁链的有效测量。最后通过一仿真实例验证该方法的正确性和有效性。     

磁通切换型永磁电机转矩脉动抑制

磁通切换型永磁电机（简称磁通切换电机）是定子励磁型电机的一种,由于它在定子和转子上都开槽,因此,加载运行时尤其在低速时具有较大的转矩脉动和振动噪声。在这类电机中,由于交直轴电感几乎相等,因此其磁阻转矩平均值几乎为零,但是,会引起一定的转矩脉动。该文运用冻结磁导率方法,研究了磁通切换电机的磁阻转矩及其引起的转矩脉动产生机理;同时,该文也研究了磁阻转矩随电枢电流和定子绕组结构的变化规律。研究结果显示:在采用id=0控制时,磁阻转矩对输出转矩没有贡献,其平均值几乎为零,只会导致转矩脉动。此外,该文也分析了定、转子分别削角对磁阻转矩的影响规律。研究结果显示,采用转子直角削角和定子圆角削角相结合的方式可以使转矩脉动由25.3%降低到5.3%。