永磁电机电磁场及应力场的时步有限元计算研究

以一台22 k W永磁电机为例,利用时步有限元方法综合分析电机内的电磁场与机械应力场的分布情况,研究其运行在几种常见工况下的机械应力、应变,得到了电机转子在极端情况下的变形。计算结果表明,对于该自起动永磁电机,在带载起动、过载失步等情况下转子机械变形严重,转子损毁的风险较大。介绍的分析方法对于电机设计及保证电机安全运行有着重要的参考意义。     

无刷电机中电枢反应对换向电动势相位的影响

分析了电动势换向无刷直流电动机中电枢反应对换向电动势信号相位的影响，实验结果验证了分析的正确性。     

基于APDL的永磁同步电机电磁场有限元分析方法

针对目前广泛应用的电机电磁场有限元计算方法存在的理论性强、工作量大、人机交互次数多、求解时间长等问题,本文提出了一种基于APDL语言的永磁电机有限元计算设计方案.这种基于APDL语言的程序设计可实现电机建模中尺寸、齿槽形状等参数的变量化处理,利用约束方程提出了定转子逻辑旋转的理念,使求解时间缩短为传统有限元计算方法的30％左右,并且有更高的计算精度.计算结果与面电流法结果数据对比,验证了该方法的可行性、有效性和准确性.     

基于SVPWM技术的永磁同步电机模糊自适应控制系统研究

基于永磁同步电机(PMSM)在d-q轴下的数学模型,设计了一种模糊自适应PI控制器,应用于PMSM的速度伺服系统中。相对于传统PID控制器,该系统具有响应时间快、超调、振荡小、对控制对象参数变化鲁棒性较好等优点。仿真结果和理论分析一致,表明该控制系统的合理性。     

自起动永磁电机电抗参数的测试

自起动永磁同步电机的电抗参数是电机设计及实际运行性能的关键参数。分析了用直接负载法测试永磁电机电抗参数的原理及功角测试方法;为了测试永磁电机参数和性能,建立了测试平台,在该测试平台上对永磁电机的性能进行测试,通过数据处理和计算得到交轴电抗参数;并用空载试验测试了直轴电抗参数。对测试结果以及存在测试误差的原因进行了分析。     

切向式永磁同步电机不同转子结构的轴部漏磁分析

利用ANSYS有限元分析软件,对转子采用不同隔磁结构的切向式永磁同步电机进行二维气隙磁场和转子轴部漏磁的仿真计算,对不同隔磁措施的转子结构的漏磁通进行比较分析.通过有限元计算和分析,得到了切向式结构的永磁同步电机比较合适的隔磁措施,并且得出了轴部漏磁在切向式永磁电机设计中不可忽略的结论.     

异步电机时步有限元近似初值估算方法

在利用时步有限元精确分析异步电机受到扰动及谐波对电机稳态运行的影响时,其初始值取决于电机的稳态运行情况.不准确的初始值会对后续的仿真计算结果造成很大误差.为了尽可能减少由于不精确初始值造成的误差,文中提出一种场路耦合稳态有限元法,利用该方法可以准确得到时步有限元法所需的初值.此外文中还采取了一种改进措施,即在时步有限元计算的初始阶段保持转子转速为计算得到的初始值,待电气量迅速衰减后再进入正常的仿真计算.计算实例表明.文中的方法可以很好地消除电气量和机械量相互影响而造成的暂态振荡过程.同时也节约了计算时间.     

自起动稀土永磁电机断相运行时步有限元分析

为了研究自起动稀土永磁电动机断相后的运行特性,建立了断相运行的场一路一运动直接耦合时步有限元模型.以一台22 kW永磁电机为例,分析了其在30%和50%额定负载下断相前后的定子电流、转矩波动及损耗情况.计算结果表明,在负载转矩保持不变的条件下,断相后定子电流接近断相前的2倍,转矩发生大幅度波动,而总损耗分别增加32%和84%.因此,从减小损耗与转矩波动两方面考虑,自起动稀土永磁电机即使轻载工况下也应尽量避免断相运行.实测数据验证了计算结果的正确性.     

永磁电动机不同运行条件下的损耗研究

自起动永磁同步电动机,由于其运行条件经常发生变化,致使电机内部的损耗随之改变,为了研究影响其损耗的主要因素及其在不同运行条件的变化规律,在充分考虑谐波磁场与电流的情况下,利用时步有限元方法对电机各部分损耗密度进行了准确计算,从而得到不同电压及负载条件下的定、转子铜耗与铁耗.通过对定子电流、导条电流密度以及铁心磁密的谐波分析,研究了损耗的谐波含量,进而得出了影响永磁电机损耗的主要因素及其在不同运行条件的变化规律,揭示了空间齿谐波磁场对转子损耗的重要影响.通过仿真结果与实测数据进行对比,验证了损耗计算的合理性.     

感应电动机的电源快速软投入技术及其初始瞬态解析

感应电动机在短时间断电后，对于转速仍然保持在同步速附近的情况，其重新投入电源的过渡过程表现为短暂的电磁瞬态，该文提出基于电力电子开关控制的电源快速软投入技术，可以在0.1 s内快速投入电源而不产生瞬态电流冲击，其控制策略不同于针对较长机电动态过程的软起动控制。为实现软投入控制的快速性，采用解析方法推导出瞬态电流与触发角等控制参数之间的关系。对于软投入控制中所出现的感应电机两相和三相交替的瞬态过程，分别建立基于ab 0坐标系降阶的不对称瞬态数学模型和与之相关联的基于空间向量复数变量的对称瞬态数学模型，使解析求解得以简化，从而快速求出初始触发角，进而构成触发角序列，最终得到完整的软投入控制策略，通过仿真和实验予以验证。