振动摩擦焊接用电磁振动头的原理与优化设计

振动摩擦焊接是近些年新兴起的一种高科技含量的无缝焊接技术.文中根据振动摩擦焊接的需要设计了一种新型的电磁式振动头.介绍了该振动头的基本原理和结构特点,并结合Ansoft分析软件对振动头电磁场进行了仿真分析和结构参数优化.试验中对电磁振动头的振动频率和振动幅值分别进行了控制,试验结果证明了该方案原理的正确性和良好的工程实用性.     

电力变压器绕组轴向振动稳定性分析

研究了变压器绕组的机电耦合振动稳定性问题,建立了变压器绕组轴向机电耦合的动力学模型。将变压器绕组的漏磁场简化成二维磁场,得到其解析解,采用机电耦合系统的Lagrange方程,分析得到变压器绕组机电耦合的非线性振动方程,以及简化的耦合振动方程。应用动力学理论分析载流的变压器绕组轴向振动的稳定性,得到了模型变压器绕组主要设计参数的稳定域和不稳定域,分析大电流引起变压器绕组失稳的机理。     

循轨式电磁振动头的结构与工作原理

振动摩擦焊接是近年来兴起的一种先进的无污染无缝焊接技术。提出了一种用于轨道式振动摩擦焊接的电磁振动头的结构,分析了其基本工作原理,并通过对其空载状态下静态受力的分析计算证明了设计的正确性和方案的工程可行性。     

短路条件下变压器器身轴向振动的分析

基于电力变压器绕组轴向振动的质量弹簧系统数学模型并考虑变压器绕组的轴向振动的非线性特点,简化计算模型。本文针对一台型号为DFP1-240MVA/500kV的电力变压器,建立了由铁心、绕组、垫块、夹件和拉板组成的电力变压器器身振动的仿真模型,分别计算了变压器绕组和器身在不同轴向预紧力作用下的固有频率和振动型态,得出了轴向预紧力的变化与其轴向振动固有频率变化之间的关系。同时对短路条件下绕组轴向动态短路力所产生的器身轴向振动进行了分析。分析结果表明:短路时存在以50Hz和100Hz为基频的短路力,如果变压器的固有频率接近这两种频率及其倍频,会发生谐振,使振动位移变大,降低变压器结构的稳定性。     

无轴承同步磁阻电机的悬浮系统控制策略

传统无轴承同步磁阻电机悬浮系统控制方案的前提都是获取转矩绕组和悬浮绕组的电流,没有考虑转矩绕组气隙磁链影响,影响悬浮系统控制精度。重新建立了基于转矩绕组磁链的无轴承同步磁阻电机悬浮力方程,采用电压-电流模型法观测转矩绕组气隙磁链,设计了新型滤波环节,实现了基于转矩绕组磁链观测的无轴承同步磁阻电机悬浮系统独立控制。对样机控制系统进行了仿真和实验研究,仿真和实验结果表明该控制方法使悬浮系统具有良好的动、静态性能。     

开关磁阻电机气隙偏心故障综合检测方法

为了研究开关磁阻电机气隙偏心故障的检测方案,首先基于开关磁阻电机电路方程,推导出电机同相两绕组电流差值与气隙长度的函数关系式,再利用2D-TFEM计算电机处于正常状态及不同偏心等级情况下绕组电流差值,并将不同励磁模式下绕组电流差值转化为矩阵表达式。通过分析矩阵表达式各元素的对称性,提出一种以同相两绕组电流差值为特征量的气隙偏心故障检测方法。该法能够实现偏心故障诊断、故障定位、偏心方向判定及偏心类型辨别的综合检测。仿真与实验结果表明,该法与其他检测法相比,具有较高准确性、可靠性及鲁棒性。     

新型换流变压器绕组振动特性的ANSYS分析

利用ANSYS有限元软件仿真求得新型换流变压器绕组振动模态和绕组振动位移数据。经过Matlab离散数据快速傅里叶变换(FFT)分析波形得到绕组振动频率成分。针对新型换流变压器阀侧绕组、滤波绕组、网侧绕组振动频谱分析,得出绕组振动频率与绕组电流频率存在某种关系的特性。     

振动电机非线性气隙偏心机理研究

为研究振动电机气隙长度对电感参数和定子绕组电流的影响,从基本结构和工作机理上分析振动电机与三相异步电机的区别,量化了振动电机转子主轴在运行时的形变,结合振动电机转子主轴的非线性,提出了振动电机气隙长度的计算公式,得到了振动电机气隙长度对内部电感参数及定子电流的影响,并基于交流电机多回路理论对电机进行仿真,理论分析与仿真结果表明,振动电机的气隙长度会使定子电流频谱图中产生f_1±f_r的特征频率,而普通电机则无。     

定子绕组匝间短路对发电机定转子径向振动特性的影响

分析了定子绕组匝间短路故障时发电机定转子径向振动特性，首先分析定子绕组匝间短路后气隙磁场变化特征，计算得到气隙磁密、气隙磁导和气隙磁场能量的表达式，然后得到作用于转子的不平衡电磁力特性和作用于定子的脉振电磁力特性，最终得到定转子径向振动特征。并实测了MJF-30-6型模拟发电机定子绕组匝间短路时定转子径向振动信号，与理论分析结果基本吻合。另一方面也揭示了诸如绕组短路的电气故障与发电机机械振动之间的关系，指出了发电机径向振动特征与发电机电参数一样，也可作为诊断发电机绕组故障的依据。     

基于振动信号的变压器绕组松动故障诊断方法

提出了基于运行中变压器表面振动信号的绕组松动故障诊断模型和诊断方法。首先,分析了绕组振动幅值与电流、预紧力、铁芯振动、非线性因素的关系,确定振动信号中100 Hz为绕组松动的特征频率,提出分离绕组振动幅值和铁芯振动幅值的方法;提出绕组松动诊断模型和基于该模型的平均安全余量,利用待检测变压器在一组负载电流下的绕组振幅计算平均安全余量,由此定量判断绕组的松动状态。利用有限元仿真和现场实验分别对诊断模型和诊断方法进行检验,实验结果显示平均安全余量在1±0.5之外时存在松动故障,值越远离1,松动程度越大。该方法解决了变压器实际运行中绕组和铁芯振动基频相同、矢量叠加相互影响的问题及实际运行中负载变化,电流不同,仅用某个电流下的振幅判断精度受限的问题,且对松动程度量化表示,易于判断。     

单相变压器首端匝间短路电磁振动特性研究

针对单相变压器首端匝间短路问题,研究不同匝间短路比例下电磁振动特性,利用电磁耦合原理建立变压器匝间短路状态方程,仿真模拟不同短路比例下电磁参数及振动加速度变化,结果说明在不同比例匝间短路故障下,短路绕组电流方向改变、幅值变大,未短路绕组电流改变较小;内部漏磁增加,且短路绕组对应区域漏磁增加明显;由于电流及漏磁增加致使绕组振动加剧,随着匝间短路比例的提高,变压器电磁参数及绕组振动加速度进一步改变。最后,搭建匝间短路动模实验平台,测量变压器首端不同比例匝间短路故障下绕组电流及振动加速度,对比仿真结果与实验数据,验证了建模的有效性及所得结论的正确性。     

振动摩擦焊接用电磁振动头的驱动控制与实验研究

在设计了一种新型的电磁式振动头的基础上,研究了该振动头的驱动控制方法,并采用SCOTT变换结构利用三相变频器实现了两相对称驱动.实验结果证明了设计的正确性和控制电路的工程实用性.     

Reduction of Ripple Current Loss by Electromagnetic Coupling of Air‐Core Reactors

To reduce the loss due to ripple current in a multiphase current‐reversible chopper, we investigated electromagnetic coupling of an air‐core reactor. We derived the relationship between the amplitude of the ripple current, the duty factor, and the electromagnetic coupling coefficient, and used the results to estimate the effects of electromagnetic coupling in the design of a train energy storage system. We built reactors with electromagnetic coupling coefficients of 0.93 and 0.60. These reactors employed a new winding structure that provides an optimal electromagnetic coupling coefficient. The mass of the former type of reactor was increased by 4.4% over the conventional design, and that of the latter type of reactor was decreased by 17%. Finally, we tested the new reactors. When the chopper employs the former type of reactor and operates with equal‐phase switching and cumulative coupling, the loss due to ripple current is decreased by 11%. When the chopper employs the latter type of reactor and operates with shift‐phase switching and differential coupling, the loss is decreased to 31%. The test showed that the calculated relationships agreed with the measured values.     

采用旋转电磁力的在线动平衡机技术研究(Ⅱ)结构参数与电流波形优化

提出了一种采用旋转电磁力作为平衡手段的在线动平衡机的设想。采用二维有限元方法分析了齿槽参数对径向旋转电磁力的影响,得到了最优设计参数。分析了定子绕组电流波形对电磁力运行特性的影响,并提出了最优电流波形供电的方法。通过矢量合成和坐标变换推导出了同时通电相数不同时的最优电流波形,为电磁力的工程实现提供了保证。     

定子匝间短路时双馈异步发电机电磁转矩的研究

定子绕组匝间短路故障会引起双馈异步发电机气隙磁场的畸变,从而导致电磁转矩的变化,因此电磁转矩可作为故障特征之一。基于能量法分析定子绕组匝间短路故障前后电磁转矩的变化特征,建立了双馈异步发电机的多回路数学模型,并对其正常和不同程度匝间短路时的电磁转矩进行仿真计算。对仿真结果进行频谱分析,得到了定子绕组匝间短路故障前后电磁转矩谐波分量的变化规律,验证了理论分析的正确性。定子绕组匝间短路故障和电磁转矩的关联特征可以作为诊断定子绕组匝间短路故障的依据。     

气隙偏心下永磁风力发电机定子电磁振动特性分析

永磁风力发电机定转子偏心会造成发电机气隙分布不均匀而产生磁场不平衡,使发电机振动加剧,严重时甚至引发转子扫膛,使发电机损坏失效。以某兆瓦级永磁风力发电机为研究对象,理论分析了气隙偏心对发电机气隙磁密和径向电磁力的影响,对于不同气隙偏心量下的风力发电机瞬态电磁场开展有限元分析,获得气隙磁密和径向电磁力分布特性变化规律,进而开展径向电磁力作用下定子谐响应分析,以掌握气隙偏心引起的定子振动响应特性。结果表明：随着气隙偏心量的增加,气隙最小处气隙磁密幅值增大,径向电磁力新增边带分量;发电机定子振动响应中工作频率的倍频幅值也随之增大,其中二阶径向模态响应幅值最大。所得结果可为发电机气隙监测方法研究提供一定的理论依据。     

变电站绝缘在线监测系统抗电磁场干扰特性

为解决变电站存在严重的电磁场干扰易造成绝缘在线监测系统数据的波动大及不稳定的问题,在硬件与软件的设计上采用了多项抗干扰措施。从硬件信号的实现上,参考信号选自电容式电压互感器(CVT)一次而非电压互感器(TV)二次,增强了数据稳定性;研究并改善了传感器的屏蔽方式与系统接地方式,消除共模干扰;在芯片的电源与地之间加入滤波器,滤除电源中的尖峰和数字芯片的高频电流。在软件设计上选择改进基波法,应用数字滤波、谐波分析与自校正技术,消除了测量的随机误差。在高压试验大厅进行的电磁场干扰模拟试验验证了绝缘在线监测系统的整体抗干扰能力。目前该系统已在湖南省500kV云田变电站成功运行。     

隐极发电机阻尼绕组和槽楔对励磁转矩的影响

为了说明在外部稳态不对称情况下,阻尼绕组和阻尼槽楔对同步隐极发电机励磁绕组恒定电磁转矩和二次谐波电磁转矩的影响。首先,在同步隐极发电机正序等效电路和负序等效电路以及正序磁场恒定电磁转矩和负序磁场恒定电磁转矩分析的基础上,推导出一种新型研究同步隐极发电机恒定电磁转矩的解析方法。然后,在磁场相互作用分析的基础上,提出一种分析同步隐极发电机励磁绕组二次谐波电磁转矩的新方法,并用该方法分析了电流不对称度、阻尼绕组和阻尼槽楔对同步隐极发电机励磁绕组二次谐波电磁转矩幅值的影响。最后,为了验证解析分析的正确性,采用时步有限元法进行仿真计算,有限元数值算法的结果与解析分析结果具有良好的一致性。