感应电动机驱动系统的效率优化控制研究

针对传统效率优化方法存在依赖电机模型参数、收敛速度慢的问题,提出一种基于参数在线辨识的效率优化控制新方法。在分析感应电动机轻载时各部分损耗与磁链内在关系的基础上,利用函数逼近论,建立一种不依赖于电机模型参数的电机损耗时变模型,设计了基于输入功率在线辨识时变损耗模型系数的算法。分析研究了电机稳态运行时各种工况下的效率优化控制效果。仿真结果表明,该效率优化方法有效规避了传统损耗模型依赖于电机模型参数的不足,同时收敛速度相比传统搜索控制法有显著提高。     

改进电机制造工艺,提高产品效率

国外自从出现了能源危机以后,提高电动机效率的问题日益受到重视。为了提高电机的效率,国外除了在产品设计和结构方面改进外,还在制造工艺方面进行研究,采取了各种措施。众所周知,异步电动机的附加损耗和铁耗,与工艺过程密切相关。东芝公司在一台电机测得:附加损耗占总损耗的12.5％,其中转子导体间的阻抗损耗及高次谐波损耗之和约为总损耗的12.0％,故认为附加损耗可以通过转子加工工艺的改进而得降低。美国Gould公司认为同一种电机设计在不同的工艺方法下,附加损耗波动很大,可达总功率的2.0％。因此,加强电机铁心制造和转子铸铝工艺的研究,采取合理的措施,可以改善电机效率。本文拟就此予以综合报导。     

无刷直流电动机弱磁运行效率优化控制

针对无刷直流电动机弱磁高速运行时损耗大的问题,研究最小损耗电流控制。通过分析基于瞬时无功功率的无刷直流电动机弱磁控制理论,计算d-q轴电枢反应电感,提出一种考虑铁损的电机Γ型近似等效电路,结合状态方程,推导出满足电磁损耗最小的励磁电流表达式。仿真和实验结果表明,在整个弱磁运行区间内,最小损耗电流控制能够降低电机电磁损耗,提高电机运行效率,扩大电机恒功率调速范围。     

降低电机损耗若干措施的试验验证及高效率模样电机的研制

小型异步电动机是一种量大面广的动力设备,用电量约占全国总发电量的40%,电动机在传送能量的过程中,有一部分电能将变成热能而成为电机的损耗。其损耗为输入功率的6%～25%,平均为13%左右,因此降低这种损耗,提高小型异步电动机的效率,对于节能具有相当重要的意义。目前已定型推广生产的 Y 系列(IP44)已具有较高的效率水平。但是对于长期连续运行及对电机效率有更高要求的场合,采用高效率电机能获得更显著的节能效果。     

单相电容式吊扇电机性能的改进

单相异步电动机存在负序磁场,负序转矩制动作用的影响,使每单位输出功率所消耗的原材料比三相电机多。就各种规格吊扇用单相电容运转电动机而言,其损耗为输入功率的60～70％。因此,如何降低这类电机的损耗,提高电机效率已成为电机节能的一个重要内容。     

异步电动机的节能措施

从异步电动机的设计、工艺和材料上入手,通过降低电机的损耗来提高电动机的效率。并简述了实际应用中如何恰当选择电动机容量。     

三相异步电动机的节能

阐述了电机在节能方面存在的5个主要问题。从减少有功损耗、提高电动机效率和减少无功、提高电动机功率因数两个方面,论述了三相异步电动机节能的几种方法,包括电机的设计制造与改进、电机的合理选择与使用、保证供电电压质量和电机就地无功补偿等。恰当地运用这些方法,能较大程度地提高电动机运行时的效率和功率因数,从而实现节能。     

损耗极小的内置式永磁同步电动机直接转矩控制

为解决永磁同步电动机驱动系统在轻载运行时效率偏低的问题,给出了一种损耗极小的永磁同步电动机直接转矩控制方案。该策略通过分析电动机损耗与转速、转矩和定子磁链的关系,建立了考虑铁心损耗的永磁同步电动机模型,根据该模型推导出了使电机电气损耗极小的最优定子磁链表达式,将最优定子磁链计算模块嵌入直接转矩控制系统,从而实现了永磁同步电动机直接转矩控制调速系统的损耗极小。实验结果表明该控制方法不仅保持了传统直接转矩控制动态响应快的特点,而且能够提高电机在轻载运行时的效率。     

异步电动机效率优化控制策略综述

异步电动机在轻载运行时效率会明显下降,由于异步电动机应用广泛,优化其运行效率对节能减排具有重要意义。该文总结了近来年异步电动机效率优化控制的研究成果,其中包括基于电机损耗模型的损耗模型控制法、基于输入功率检测的搜索控制法和混合控制方法,介绍了几种典型算法的原理和性能,并指出了异步电动机效率优化的研究方向。     

方箱电机风扇罩优化设计

大电机机械耗占电机总损耗比例较大,是导致电机效率较低的主要因素之一。电动机转轴和轴承之间,转子、风扇和冷却介质之间的摩擦及风路产生的损耗之和,是电机产生机械损耗的主要途径。由于电机结构中风路结构不合理,所以风在风路损失的能量很多。针对IC611冷却方式电机外风扇风扇罩内风路进行优化设计,从而降低风在风路中的损耗,提高了电机效率。     

两种动磁式直线振荡电动机功率损耗分析

介绍了两种动磁式直线振荡电动机(单线圈单磁钢直线电动机和双线圈双磁钢直线电动机)的基本结构和工作原理,并对它们的功率损失进行分析,主要包括铜损耗和铁心损耗。为了更全面和准确地评价直线电动机性能,提出了一种直线电动机效率的计算公式和电机铁心损耗的测量方法,并运用此方法对直线电动机的铁心损耗进行了实验测量,之后对测量数据进行分析。     

对旋风机叶轮转矩脉动对电机损耗和效率影响

针对对旋风机小流量运行后级电机容易烧毁问题,运用风机流场非定常数值模拟的叶轮转矩的时间离散解构建负载转矩函数,建立三相异步电动机二维瞬态电磁场计算模型,采用Bertotti的三项式铁耗模型和有限元法计算电动机的损耗和效率,分析叶轮气动转矩脉动对电机运行的影响。计算结果表明,叶轮转矩脉动会增加电机的损耗(主要是铁损耗),并降低运行效率,且叶轮转矩脉动越大表现得越明显。在对旋风机设计中,为合理选择风机驱动电机的功率,需要在考虑负载特性和负载转矩脉动时对电机进行损耗计算。     

异步电动机的功率选择与节电

文章从节电的角度对异步电动机的功率选择进行论述,指出按效率最高时的负载率选择电动机功率是一种近似的计算方法,作者提出了一种以临界功率为参数的电动机功率计算法,用此法选择电动机功率能确保电机损耗最小。     

电动汽车用异步电动机定子槽优化设计

针对一台电动汽车用4极4kW低速异步电动机,采用损耗分离法,研究计算了定子槽各尺寸对电机损耗与温度的相关程度。结合有限元法,对该电机进行电磁-热联合仿真分析。分析结果表明,在保证电机运行性能基本不变的情况下,可以通过调整槽半径、槽宽、槽口宽度、槽肩角、槽高等参数实现对电机的优化,从而有效降低电机的运行温度,提高电机的整体效率。     

交流感应电动机派生型式对效率的影响

标准通用电动机在石油、化学工业等特殊用途使用时需要采取派生型式,电机工作效率就会受到影响。1—125马力单速、三相笼型电动机的效率通过对设计相同的大批量电机的测试加以确定,并由 NEMA 标准 MGI-12.5a 表述。NEMA 标准中决定效率的损耗有五种:1.定子 I~2R 损耗;2.转子 I~2R损耗;3.铁耗;4.杂散损耗;5.风摩损耗。表1摘自 NEMA 标准 MGI—12.53.b 表12—4,表中的铭牌额定效率是指满载效率,它不大于同批电机的平均效率。     

论变频电源对小型变频变压异步电动机损耗的影响

由于变频电源的输出含有大量的高次谐波,这些谐波会产生相应的铜耗和铁耗,使电机固定损耗增加,电机温升增高,降低运行效率和功率因数,因此变频电源供电下电动机的谐波损耗是一个大问题。     

250kW—6kV铸铝转子与铜条转子异步电动机的杂散损耗实测对比

1.概述三相鼠笼式异步电动机有铸铝转子和铜条转子二种。小型的三相异步电动机极大部分是铸铝转子。大型的笼型转子极大部分是铜条型的。中型异步机二种转子兼有。在发展 Y 系列中型高压(6kV)异步电动机时,为了提高电动机的效率,就碰到了笼型转子究竟采用铸铝型的还是铜条型的问题。就电动机的损耗而言,可以将同一规格的铸铝转子与铜条转子电动机的定转子铜耗、铁耗与机械损耗设计为同一值,但由于二种电机的负载杂散损耗(以下简称杂散损耗)不一样导致电机的效率不同。根     

新型PMSM最小功率损失控制及铁损电阻辨识方法

针对考虑铁损电阻的表贴式永磁同步电机的损耗问题,提出了一种新型的铁损电阻辨识方法。通过分析,建立了包含铁损电阻的电机数学模型。对电机d-q轴等效电路和电流节点的分析后,推导出了一种基于搜索法的铁损电阻辨识方法。并针对该辨识方法,提出了一种基于电机损耗模型的最小功率损失控制策略,推导出了在损耗最小时d-q轴电流的关系。最后,对这种辨识方法和最小功率损耗控制策略进行了实验验证,实验结果表明该方法实现了对铁损电阻的辨识,并验证了这种新型的最小功率损耗控制策略的有效性,提升了永磁同步电动机的效率。     

单相感应电动机铸铜转子研究

针对小功率感应电动机的效率提升问题,探讨了用铜替代铝作为转子导条的方法,在采用转子铸铜后,降低了转子损耗,从而提高了电机效率,可以在小体积上做出更高效率的电机。同时针对转子铸铜后,电机起动力矩降低的问题,提出了优化转子槽面积、增加PTC等解决办法。     

采用铸铝转子和铸铜转子时鼠笼式异步电机的损耗特性对比

在超高效电机的研制中,采用铸铜转子是一种提高电机效率的有效方法.为了对比分析铸铝转子与铸铜转子电机的内部损耗特性,本文利用场一路耦合时步有限元法.以1台5.5 kw异步电机为例,计算分析采用铸铝转子和铸铜转子时电机各项损耗及效率的变化特点.结果发现:空载时,2种转子的各项损耗并无太大差别:满载时,定子铜耗和铁耗差别不大,铜转子基波铜耗大幅降低,但谐波铜耗略微增加,最终使得电机总损耗降低约60W.效率增加约1%.