谐波励磁同步发电机旋转气隙磁场计算与分析

为了准确把握三次谐波励磁同步发电机随转子同步旋转的气隙磁场特性,尤其是旋转的三次谐波磁场的特性,基于有限元方法计算的电磁场结果,推导了随转子同步旋转的气隙磁场的计算方法。应用该方法对一台三次谐波励磁同步发电机有阻尼和无阻尼、直槽和斜槽等情况进行了仿真计算,得到了气隙磁场波形及其3k次谐波分量,分析了阻尼绕组对气隙磁场波形的影响,并从设计的角度提出了有效的解决方案。根据定子齿磁通以及三次谐波绕组匝数,计算得到了三次谐波绕组电压波形,且与实验测试波形基本吻合,验证了计算和分析的正确性,为该类电机的设计提供了理论依据。     

电机气隙磁场谐波分析程序设计

为简化对Ansoft Maxwell 2D的电机气隙磁场傅里叶分解数据的分析和处理,利用Excel VBA设计了电机气隙磁场谐波分析程序。本文介绍了Ansoft Maxwell 2D傅里叶分解工具的使用方法,给出了谐波与横坐标的对应关系、VBA程序设计的思路和代码的实现。利用所设计的程序分别对48槽8极三相永磁同步电动机和8槽6极单相永磁同步电动机的电枢磁场进行分析,准确得到各磁场谐波所对应的次数,并验证了程序结果的正确性。本文所设计的程序对电机气隙磁场谐波的分析具有实用价值。     

利用不均匀气隙优化自起动永磁电机的气隙磁密波形

为了减小空载气隙磁场中谐波磁场对电机性能的影响,对内置"V"型转子磁路结构自起动永磁同步电动机的转子磁极形状进行了优化。采用不均匀气隙结构,以有限元为工具并利用遗传算法对空载气隙磁密波形进行了优化,使其中的谐波含量较小,得出了转子磁极的最优偏心距。在此基础上采用时步有限元方法,在考虑定子开槽、斜槽结构并计及饱和的情况下,对优化前后电机的电动势波形进行了分析对比,并通过试验验证了所采用的时步有限元计算程序的有效性。有限元计算结果表明,通过优化偏心的不均匀气隙设计,电机的空载气隙磁密和电动势波形得到了明显改善。     

同步发电机空载时的齿谐波电势

众所周知,当同步发电机定子表面光滑时,励磁磁势所生的气隙磁场并非正弦分布,因此空载电势波形也是非正弦的,含有一系列高次谐波分量。当电机定子开槽后,由于气隙比磁导分布更不均匀,又增添了一个与定子齿数相对应的附加周期性分量,于是气隙磁场波形更加畸变,而使空载电势中     

永磁同步伺服电动机气隙磁场优化设计

该文对永磁同步电动机气隙磁场进行了优化设计.针对平行充磁方式,提出了一种不等厚磁钢的设计方法,使电机空载反电动势呈正弦分布以及降低由较低次气隙磁场谐波引起的力矩波动成分.利用有限元仿真软件Ansoft对二维电机模型进行分析求解,计算结果表明该不等厚磁钢能够使气隙磁密波形接近正弦.     

关于三相异步电动机槽配合问题

一、气隙中的谐波磁场当三相异步电动机定子绕组中通入电流以后,在气隙中产生磁势。分析磁势曲线的波形可知,在气隙磁势中,除了主磁场以外,还有一系列的谐波磁场。谐波磁势的次数为 v:2m_1k_1+1(对于整数槽绕组,m_1—定子绕组相数,k_1—任何正负整数或0),或 v=2/(β_1)m_1k_1+1(对于β_1为双数的分数槽绕组,β_1—定子每极每相槽数公约数的分母,k_1—任何正负整     

变极多速三相异步电动机设计中的一些体会

变极多速三相异步电动机,由于极比各异,绕组方案不同,有着不同的磁势曲线,也就有不同的谐波磁场。对于倍极比电机,基准极是60°相带绕组,其磁势曲线和正弦波比较接近。谐波比较少,对电机的性能影响也比较小。另一极是120°相带绕组,不是满距时,在一个周期内,两个半波的波形则不相同,这种横轴不对称的周期性非正弦波,除含有偶次谐波,这样一些谐波磁场,对电动机性能会产生一定影响。如果定子绕组采用的是含谐波比较多的绕组,那么,谐波磁场对电机的性能影响就比较大,如影响起动性能、产生振动噪声、增加损耗、降低效率。     

不同转子结构的无刷双馈电机磁场调制的分析

介绍了无刷双馈电机的结构特点,利用Ansoft/Maxwell 2D对笼型带深槽转子、凸极加导条转子和磁障式磁阻转子的无刷双馈电机分别进行建模和二维瞬态电磁场有限元计算,得出电机磁力线分布,气隙磁通密度波形,通过对气隙磁通密度波形的谐波频谱分析,得到磁障式磁阻转子结构具有较好的极数转换功能,即磁场调制效果较好.     

基于双平面同步旋转变换的五相感应电机气隙磁场间接矢量控制

在五相集中整距绕组感应电机系统中,通过注入特定3次谐波电流,可以减小电机气隙磁密幅值,从而减小电机铁磁饱和度,提高电机铁磁材料利用率与转矩密度。该文建立了五相集中整距绕组感应电机在d1-q1-d3-q3坐标系下的矢量控制数学模型;为了满足准方波气隙磁场的控制要求,分析了气隙磁链基波与3次谐波分量之间的关系,建立了3次谐波电流交轴、直轴分量与基波之间的非线性函数关系表达式。在此基础上,提出了通过注入3次谐波电流来改善感应电机气隙磁场的控制方法,并应用该方法对一台5.5 kW五相集中整距绕组感应电机进行了Matlab/Simulink仿真和实验。结果表明,该方法满足电机气隙磁场为准方波的控制要求,采用该方法后系统具有良好的运行性能。     

基于气隙磁场重构的永磁电机转矩脉动抑制研究EI北大核心CSCD

永磁电机的齿槽转矩引起转矩脉动,影响电机系统的低速性能和控制精度。该文建立齿槽转矩与气隙磁场谐波的模型,分析低次谐波磁场对齿槽转矩的影响规律,揭示齿槽转矩产生机理。通过部分磁极反余弦削极技术重构气隙磁场波形,抵消3、5、7次谐波磁场引起的齿槽转矩,实现电机齿槽转矩的抑制。与现有减小齿槽转矩的方法相比,所提方法通过间接控制气隙磁场减小齿槽转矩。通过有限元法对所提的方法进行验证,并研制1台12槽8极部分反余弦削极转子永磁电机,进行相关测试。