多电发动机内装式高速起动发电机研究与实践

多电发动机是多电飞机的核心,内装式高速起动发电机是多电发动机的关键性支撑技术。该文论述多电发动机基本概念,结合内装式高速起动发电机集成位置和运行环境特点,系统总结了多电发动机高速起动发电机系统发展现状,并提出内装式高速双凸极起动发电技术;分析铁心材料对电机运行性能的影响规律,研究转子应力分布和并列结构转子动力学特性,结合关键参数敏感度分析,提出基于铁心材料特性与转子稳定性约束的高速双凸极起动发电机优化设计方法;研制高速油冷双凸极起动发电机原理样机,完成起动与发电实验验证。电励磁双凸极电机兼具结构坚固可靠和发电控制简单的优势,在多电发动机内装式起动发电系统中具有重要的应用价值。     

定子分布励磁双凸极无刷直流发电机电磁特性研究

定子集中励磁双凸极电机与不控整流电路构成的双凸极无刷直流发电机具有调压方便、可靠性高的特点,但其存在三相磁路不对称的固有问题,进而影响三相电势波形与输出电压脉动。深入研究定子分布励磁的电励磁双凸极发电机,对比了分布励磁与集中励磁双凸极发电机结构特点与运行原理,用有限元方法分析了分布励磁双凸极电机的电枢反应、电感特性和磁场分布,并对多相电机及其绕组形式和发电模态进行了研究。研制了原理样机,实验结果与仿真分析一致,表明分布式励磁双凸极无刷直流发电机在合理的绕组结构和整流方式下具有良好的发电性能,解决了传统双凸极无刷直流发电机的整流输出电压脉动大和相电流不对称的问题。     

双定子直驱无刷双馈风力发电机设计原则与反电势分析

无刷双馈电机具有固有极数高、无刷可靠、变流器功率小的优点,而且可实现变速恒频发电,特别适合大型直驱风力发电系统。针对直驱风力发电机的大径长比,转子内腔空间不能被充分利用,导致电机功率密度低的问题,本文提出了一种具有双定子结构的无刷双馈风力发电机。首先设计了一台3 MW,25 r/min的单定子无刷双馈发电机,并在此电机的转子内腔中增加了一个定子,形成双定子的电机结构。通过改变槽数、绕组匝数、槽宽等进行了多方案对比,最终确定电机的相关参数,并利用有限元法,分析了电机的空载反电势波形。结果表明,所设计的双定子直驱无刷双馈风力发电机具有良好的空载特性。     

能自起动的抽水蓄能电站用双速同步发电─电动机，第二部分──模拟样机试验研究

本文针对新型自起动双速凸极同步发电─电动机的模拟电机的各种运行特性进行了实验研究和分析，结果显示了该种电机励磁绕组具有很强的阻尼作用，当该种电机作为电动机起动时，具有良好的起动性能。同时符合发电机运行性能的要求。从而证实了这种新型电机及其自起动方法的现实性。     

基于永磁电机结构设计的起/发电机过载能力研究

永磁同步起/发电机是无人机起/发电系统的核心,其电磁性能影响着起/发电系统的运行。起/发电机需要在短时间内提供足够大的输出转矩拖动发动机点火,因此,其过载能力严重影响了发动机的起动过程。研究从电磁转矩的产生机理入手,推导出电磁转矩与电机电、磁负荷乘积的比例关系;接着建立了多种不同极槽配合的电机模型,对比分析了各种电机模型的电、磁负荷,并将不同极槽配合的电机模型的电、磁负荷的乘积与其极限转矩进行对比,并对产生误差的原因进行分析。结论为不同极槽配合下电机的过载能力主要受电机的电、磁负荷及电机铁芯饱和程度影响。仿真及样机实验验证了设计的合理性,为永磁同步起/发电机过载能力的研究提供了一定的参考价值。     

变速恒频双馈发电独立电源的励磁控制策略

根据变速恒频双馈发电独立电源的运行情况,提出了一种采用定子磁场定向的交流励磁变速恒频双馈发电机模型及控制策略,分析了电机运行的稳态和动态性能.仿真结果表明,采用矢量定向控制,发电机与原动机之间可以完全解耦,发电机定子电压、定子电流的频率、相位与转子的实际转速和瞬时位置无关.     

大型油/水冷汽轮发电机

介绍了一种大型油／水冷汽轮发电机,发电机定子绕组和铁心为油冷,转子绕组为水冷,它具有运行可靠性高、过载能力强、非正常工况运行范围广、效率高、耗材少、体积小及造价低等特点,在国际中该电机仅有俄罗斯生产。     

双凸极起动/发电机系统一体化设计与实现

起动/发电技术是当今航空电气技术发展的重要方向,基于DSP控制的电励磁双凸极起动/发电机系统具有良好的应用前景。分析了电机结构与起动/发电一体化工作原理。为了使系统的体积、重量减少,使控制电路简化,该文对主功率变换器、励磁功率电路和硬软件控制电路进行了一体化设计,并以DSP芯片为基础,实现了起动、起动/发电切换与发电工作的全数字控制。实验验证了起动/发电一体化设计方案的可行性,表明电励磁双凸极起动/发电机系统能可靠起动,起动/发电切换控制简单,发电电压稳定且可实现故障发电。     

双凸极起动/发电机系统建模与瞬态特性分析

现有的电磁式双凸极电机的建模与特性分析分别单独从起动状态和发电状态两个方面进行,而独立的起动机和发电机模型难以完整、准确的反映起动/发电整个过程,尤其是起动/发电切换瞬态过程。在MATLAB软件中将SIMULINK和SimPowerSystems相结合,提出了非线性电感下起动/发电机一体化建模的方法,建立了电磁式双凸极起动/发电机系统的一体化模型,分析了起动/发电各个阶段特性,重点分析了起动/发电切换过程瞬态特性。仿真与实验结果验证了电磁式双凸极起动/发电机系统一体化模型和特性分析的正确性。     

大型油/水冷汽轮发电机

油/水冷汽轮发电机定子绕组和铁心为油冷,转子绕组为水冷。它具有运行可靠性高、过载能力强、非正常工况运行范围广、效率高、耗材少、体积小及造价低等特点,在国际上该电机仅只有俄罗斯生产。     

新型变极起动永磁同步电动机的参数计算及转矩分析

异步起动永磁同步电动机因其有较高的效率、功率因数和转矩密度而在高效节能场合的应用日益广泛,但由于其结构特点,在起动过程中定转子极数相同,会存在较大的发电制动转矩和脉动转矩,使得在起动过程中的最小转矩变小,严重影响电机的起动能力。该文基于一种新型6/8变极起动永磁同步电动机,实现起动时定子绕组6极、转子永磁体8极,以有效地削弱发电制动转矩和脉动转矩,提高起动能力;待一定时刻,定子绕组切换成8极完成牵入同步稳定运行。分别对该变极起动电机6极状态和8极状态下的电抗参数、磁场、转矩进行了分析及计算,得到6极起动情况下的各转矩分量-转速曲线,并与常规8极异步起动永磁同步电动机进行比较。结果表明,对于该变极起动电机6极起动过程中发电制动转矩和脉动转矩得到了有效地抑制,显著提高电机起动能力。最后,通过二维有限元模型仿真,以及对样机发电制动转矩的测量和空载起动实验,有效地验证了其正确性。     

大型油/水冷汽轮发电机

油／水冷汽轮发电机定子绕组和铁心为油冷,转子绕组为水冷,它具有运行可靠性高、过载能力强、非正常工况运行范围广、效率高、耗材少、体积小及造价低等特点,在国际中该电机仅只有俄罗斯生产。     

电动摩托车用双定子永磁电机设计及其转矩分析

为充分利用电动摩托车轮毂电机内部空间,提高电机的驱动转矩,该文设计了一款双定子结构的永磁电动机。在内外定子主要尺寸、磁路结构、绕组设计讨论的基础上,完成了该电机的电磁设计。用电磁场有限元的方法研究了该电机的转矩特性,并与单定子永磁电机进行对比,结果表明双定子永磁电机的起动性能更好,驱动能力更强,提高了电机的空间利用率,适合作为电动摩托车的轮毂驱动电机。     

五相感应电机起动/发电系统起动控制研究

起动/发电技术是多电飞机中的一项重要技术。以五相感应起动/发电机为起动机,研究了一种适用于多电发动机的五相感应电机起动控制策略。该控制策略根据发动机起动要求,采用定子磁链定向方法,在起动过程中对转速进行控制,从而实现了多电发动机的起动任务。在一台五相感应电机起动/发电系统实验平台上进行了起动控制实验,结果表明,该控制策略能够满足多电飞机发动机起动要求。     

大型油/水冷汽轮发电机的技术特点

油 /水冷汽轮发电机定子绕组和铁心为油冷,转子绕组为水冷,它具有运行可靠性高、过载能力强、非正常工况运行范围广、效率高、耗材少、体积小及造价低等特点,在国际上该电机仅有俄罗斯生产.表 3参 4     

基于有限元方法的双定子永磁同步发电机齿槽转矩研究

永磁电机不通电时永磁体与有槽电枢铁心之间相互作用,产生齿槽转矩,引起永磁电机低速起动困难。为了有效地削弱双定子低速稀土永磁同步发电机齿槽转矩,在目前国内外永磁电机齿槽转矩研究的基础上,建立了双定子低速稀土永磁同步发电机齿槽转矩的解析表达式,针对表达式中影响齿槽转矩大小的因素,利用有限元方法进行了仿真分析,得到了影响齿槽转矩大小的变化规律,为发电机最优设计提供重要依据。     

基于Ansoft的定子双绕组感应发电机设计分析

针对未来装甲车辆高低压双供电体制,设计了一种基于定子双绕组的复合发电系统。首先分析了发电系统的结构组成和工作原理,分析了电机参数计算方法,并根据供电容量需求进行了发电系统主要参数校核计算。在此基础上,建立了基于Ansoft电机模型,测定了其发电电压,并通过调整铁心长度、气隙宽度、定子内径等变量,保证硅钢片磁感应强度在其膝点以内,最后测定了电机的铁耗铜耗等,并据此分析了电机的效率,为下一步双绕组异步发电机样机的研制提供参考。     

混合励磁爪极电机起动发电系统控制策略研究

随着汽车用电需求的增大,汽车爪极发电机功率有了很大提高,就可以利用爪极电机增加电动功能构建起动/发电系统以减小汽车怠速时燃油消耗和污染物排放。针对爪极电机漏磁大、起动转矩小等问题,提出在电机爪极间隙增加永磁体搭建混合励磁爪极电机起动/发电系统。分析了该电机电动、发电驱动原理,给出了电动、发电控制策略。对起动/发电系统运行过程进行了仿真分析,仿真结果表明混合励磁爪极电机起动/发电系统能够提供较大转矩带动发动机起动,发电运行时有很好的调压控制性能以及较宽的转速范围。     

新型油/水冷汽轮发电机的特点

结合我国对油 /水冷汽轮发电机的引进情况 ,对ТВМ类发电机的技术参数及结构特点进行了介绍。与国内机组相比 ,该类电机具有运行可靠性高、过载能力强、非正常工况运行范围广、效率高、耗材少、体积小及造价低等特点     

航空电励磁双凸极无刷直流起动发电机系统控制关键技术综述

电励磁双凸极电机具有结构简单可靠、容错性能好、控制灵活等优势,可构成一种具有竞争力的新型航空无刷直流起动发电机系统。简述了电励磁双凸极起动发电机系统的构成及其工作原理。针对航空电源这一特殊应用领域的要求,对电励磁双凸极起动发电机高可靠性控制、高效率高功率密度控制、集成化控制等关键技术进行了归纳总结。讨论了电励磁双凸极起动发电机控制关键技术的未来发展趋势。