凸极同步电动机起动时电磁场数值计算

以一台凸极同步电动机为例,给出了基本假设和边界条件,利用正弦时变场原理和有限元法,并以端电压和磁感应强度为收敛条件,对凸极同步电动机起动时的电磁场和定子绕组的电流进行了分析和计算,并与实测结果进行对比.分析研究了起动时凸极同步电动机磁场的分布和谐波,得出了一些有益的结论.     

用耦合电路法导出凸极同步电机的电压方程

无阻尼绕组凸极同步电机的稳态电动势方程式可以基于合成磁场理论的分析建立 ,也可以利用电工理论中的耦合电路方法推导得出。文中详细介绍了凸极同步电机的电动势平衡方程的推导过程 ,所得到的结果与用合成磁场建立的凸极同步电机电压方程一致     

实体转子隐极同步电动机的起动计算

本文对铁磁实体转子隐极同步电动机异步起动时的转矩与电压关系进行了研究.由电磁场基本方程推出了实体隐极同步电动机异步起动时的电磁转矩公式.结果表明:降压起动时,转矩与电压的1.5次方成正比,而不是通常认为的2次方.     

凸极同步电动机起动时起动绕组温升的计算

本文论述了凸极同步电动机起动时起动绕组温升的计算。建立了起动绕组及其周围的简化二维温度场数学模型,并由有限差分方法求其数值解。最后给出了计算实例。计算结果与实验结果比较表明,该计算适于工程实用。     

基于稀土永磁同步电动机起动特性研究转子磁路结构设计

稀土永磁同步电动机由于转子磁路结构不对称产生的凸极效应转矩和永磁体产生的发电机制动转矩,影响起动过程的性能,严重情况下致使无法牵入同步运行。本文基于稀土永磁同步电动机起动过程特性的理论分析,结合典型规格样机参数与性能的计算值和起动过程的电磁转矩的实测曲线,阐述d、q轴电抗对起动过程性能的影响,研究永磁同步电动机转子磁路结构设计。     

同步电机定子绕组匝间短路前后的温度及力学响应仿真分析

为了得到同步发电机定子绕组匝间短路前后的温度及力学响应特征,实现设备的早期维护,文章以一台凸极同步发电机为例搭建“场-路”耦合模型,分析了同步发电机定子匝间短路的电流、电压、损耗及绕组电磁力的分布规律,并将结果导入Workbench仿真平台,利用“电磁-热”、“电磁-结构”耦合方法求取了同步发电机故障前后的温度及力学响应(总体变形、等效应变与等效应力)变化特征。分析得到故障后电机定子绕组的温升已对附近槽绕组温度产生了影响,受力及易形变部位集中在定子端部绕组以及端部绕组与直线段连接的部分。文章为同步发电机的预防性绝缘制造以及定子绕组匝间短路故障检测和诊断技术提供了依据。     

凸极永磁同步电机电流控制方法研究

对凸极永磁同步电机数学模型和4种电流控制方法进行了介绍,推导了4种电流控制方法对应的电流相角控制条件,并且根据数学模型和相角控制条件建立了用于永磁同步电机电流控制算法研究的仿真模型、在此基础上,深入研究了不同负载和转速条件下,电机应用不同电流控制方法的输出转矩、端电压、功率因数、去磁因数和效率,在比较各种方法特点的基础...     

凸极同步电动机定子电量法顺极性投励研究

为解决凸极同步电动机异步起动投励牵入同步存在的问题,提高投励的可靠性并改善起动性能,提出了无转子位置传感器的"定子电量法"最佳顺极性投励实现方法,即通过检测同步电动机定子电流峰值的变化来确定投励时刻实现最佳顺极性投励。实验结果表明使用该方法实现顺极性投励具有可靠性好、牵入同步时间短、对电网冲击小、在低电压和重载条件下牵入同步容易等优点。     

带整流器励磁的同步发电机转子过电压的分析

本文分析表明,带整流器励磁的同步发电机,当两相短路或三相短路以及短路切除恢复到电网电压的瞬态过程中,在励磁绕组两端可能感生高反向电压。并着重指出,同步电机的动态参数,特别是瞬态过程在转子铁芯中产生的涡流效应和运行方式显著地影响着转子过电压的大小。然而,这些动态参数又与同步电机转子结构形式有很大关系。就转子过电压危险的程度而言,隐极同步发电机比凸极同步发电机要小.     

Modeling and numerical simulation of a brushless permanent-magnet DC motor in dynamic conditions by time-stepping technique

A method of modeling and numerical simulation of a brushless permanent-magnet dc motor using time-stepping finite-element technique is presented. In the proposed model, the electromagnetic field equations, the stator circuit equation, and the motion equation are solved simultaneously at each time step; thus, the eddy-current effect, the saturation effect, the rotor movement, and the nonsinusoidal quantities can all be taken into account directly in the system of equations. Dynamic conditions of the motor at starting, step voltage variation, and load torque changes are investigated using the proposed dynamic model.     

凸极同步电动机的牵入同步

利用状态方程，研究了凸极同步电动机起动和牵入同步时的动态过程。针对1台1000kW的电动机，经过大量计算，得到了在75％额定负载和额定负载两种情况下，在16个不同的初始功角下投入额定励磁时，同步电动机牵入同步的动态过程；确定出牵入同步时较好和较差初始功角的范围，和在不同初始功角下能够牵入同步的最大负载值。所得结论对生产实践具有指导意义。     

同步发电机短路故障分析方法研究

为提高同步发电机励磁绕组匝间短路故障的诊断速度和精度,提出了一种基于“场路结合”算法的故障分析方法。首先,建立了同步发电机励磁绕组匝间短路故障的扩充多回路数学模型。在此基础上,利用有限元分析确定了电感参数表达式,将有限元分析所得电感参数代入回路电压方程即可实现场路结合分析。以1台凸极同步发电机作为平台,进行仿真和实验研究,数据对比表明:场路结合法不仅具有较高的准确度而且可以提高计算效率,可以为励磁绕组匝间短路保护提供依据。     

The principle and fundamental characteristics of brushless three-phase synchronous induction motor with two stators

Brushless three-phase synchronous motor involving a rotating ac exciter on the same shaft as the motor and with the windings linked through a shaft-mounted rectifier is widely used as medium and large capacity machines. However, the motor needs to fit with damping windings for self-starting outside of the field winding in the rotor and needs to equip discharge resistance with complex electronic device to dispose of electromagnetic force induced in the field winding at starting. Therefore, the rotor structure is very complex, and there are disadvantages, especially for the robust and highly reliable motor that is desired. To solve the problem found in traditional motors, the authors proposed a brushless three-phase synchronous induction motor with two stators and one wound rotor. This problem is solved because the proposed motor is of two-stators structure: the rotor winding operates as a secondary winding of induction motor at starting and as the field winding at synchronous operation. The motor can self-start as a wound-rotor induction motor without external secondary resistance. Therefore, discharge resistance is not necessary; the starting equipment is very simple and the rotor structure is robust. It is possible to start with high torque. In this paper, the basic constitution of the proposed motor and the principles of operation are described in detail. The experimental results at starting and pulling into synchronism are shown for confirming the principles of operation and the experimental and numerical results of the starting characteristics. The load ones and the generating ones are shown and then the practical use of the proposed motor is confirmed.     

直流励磁凸极同步电机饱和分析及其矢量控制

随着负载电流的增大,电机的磁路会进入饱和状态,传统的线性电流模型无法准确辨识电机磁链,因此凸极同步电机磁链观测模型中必须考虑饱和效应的影响。针对凸极同步电机转子结构不对称,通过实验得到的d轴饱和曲线无法完整表述电机的饱和效应,本文采用了一种q轴折算思想,将凸极同步电机转化为隐极同步电机,同时引入稳态饱和电感、动态饱和电感及交叉饱和电感。并在此基础上提出了考虑磁场饱和效应的凸极同步电机混合气隙磁链观测模型及其矢量控制策略。仿真和实验结果表明所提直流励磁凸极同步电机矢量控制解决方案具有优良的控制性能,以及很高的理论与应用价值。     

无刷励磁同步电动机异常振动故障分析

针对一台无刷励磁同步电动机异步运行时正常,而牵入同步运行时产生振动的现象,进行了故障分析,并对旋转整流盘、励磁机的串入电路波形进行了检测分析并逐一排除,最后利用交流阻抗电压测试法查明了磁极绕组短接的故障点,实施绝缘处理后使电机异常振动问题得以解决。     

考虑铁心饱和的内置式永磁同步电机气隙磁场解析计算

准确分析电机结构以及磁饱和等因素对气隙磁场分布的影响是永磁电机设计、优化的关键。以分数槽集中绕组内置式永磁同步电机(FSCW-IPMSM)为研究对象,根据磁路分析方法和FSCW的分布规律,分别得到了考虑转子磁桥漏磁的空载永磁磁场解析模型和电枢反应磁场的解析表达式。考虑到定子齿槽结构以及转子内部永磁体分布,利用相对气隙磁导,将定子开槽和转子凸极对气隙磁场的影响考虑在内。重点结合定子铁心材料的B-H磁化曲线、定子铁心局部磁饱和特性引入铁心等效磁阻与动态磁导率来考虑定子铁心磁饱和对负载气隙磁场的影响。最后,有限元仿真和样机试验结果验证了理论分析的准确性,为该类电机的电磁设计和性能分析提供了理论基础。     

同步电动机异步起动过程的分析计算

本文用状态变量法来解决这一课题。分析时所采用的起动绕组模型是一般的多个等效d轴和q轴绕组,讨论了常用的笼型起动绕组的参数计算方法并推导出其计算公式。最后给出一个计算实例具体说明本文的分析计算方法,并将计算结果与实验结果相比较。     

A New Brushless Half-Speed Synchronous Motor with Q-Axis Squirrel-Cage Damper Winding Driven by Voltage Source Inverter

A new brushless half-speed synchronous motor combined with a voltage source inverter is presented. The diode is inserted into one phase of the stator winding, and then the stationary magnetic field is superimposed on the revolving field. The rotor structure of the proposed motor is composed of the quadrature-axis (q-axis) squirrel-cage damper windings on the salient poles. By superimposing a stationary magnetic field on the stator, the motor is compelled to run at exactly half synchronous speed. For purposes of direct comparison the machine is tested with various configurations of damper windings. The experimental results are shown, and it is proved that the motor has excellent performance. The proposed brushless synchronous motor is very simple, robust, and maintenance-free.     

凸极同步电机电动势方程分析探讨

本文分别用“双反应理论法”和“耦合电路法”分析凸极同步发电机,得到相同的电动势方程式,指出了两种分析方法的共性,并分析了二者的优缺点。     

复合结构混合永磁电机抗退磁性能分析及优化

针对传统稀土永磁电机的稀土永磁材料用量高的问题,本文提出一种由钕铁硼和铁氧体混合永磁的交替极加局部Halbach结构的少稀土永磁同步电机,分析了该复合结构混合永磁电机的结构特点。比较分析了该电机与传统一字型钕铁硼稀土永磁电机的电磁性能,并依据退磁特性建立了该电机的局部退磁有限元模型,通过磁路耦合联合仿真对电机多运行工况进行了仿真,针对高速弱磁和变载运行工况下电机局部退磁的性能损耗,以提高永磁体工作点和降低退磁率为优化目标,给出了该电机的抗退磁优化设计方案。仿真结果验证了所提电机结构的合理性,电机抗退磁性能较优化前提升了10.3%。