隐极同步发电机卡特系数计算的新方法

介绍了用轴向卡特系数来描述隐极同步电机铁心径向通风道、铁心两端面边缘效应和铁心硅钢片叠压时的轴向有效长度。分别计算出转子嵌线齿区和未嵌线齿区的卡特系数,然后求出平均卡特系数。     

低速大转矩永磁电机的转子散热问题

对一台低速大转矩永磁电机进行有限元温升计算,并在保证电机性能参数基本不变的情况下对电机进行改进设计,缩短了铁心长度,提高了转矩密度,节省了材料。但改进后电机的转子和永磁体温度过高,易使永磁体退磁。结合fluent流固耦合计算方法,首先理论分析影响对流换热强弱的因素,然后研究加装散热风刺的不同尺寸对永磁体散热效果的影响规律,以及开设转子轴向、径向通风道对永磁体散热效果和温升分布的影响。最后进行样机试验,与理论分析结果进行对比,验证了所提转子散热方法的有效性及计算的准确性。该方法对低速大扭矩永磁电机的设计有借鉴意义。     

大中型异步电机通风的研究和计算

本文根据空气动力学基本原理和电机中冷却气流的实际运动情况，提出了轴向、径向和混合通风异步电机的等效风路网络；在应用现有电机通风研究成果的基础上，对电机通风计算中一些较为复杂且一直没有良好解决的问题，如径向通风道的风阻计算、短风道中局部损失这间的相互影响、旋转对风阻的影响、径向风道的风扇效应、风量在各径向风道中的分配、在多回路情况下非线性风路网络的求解方法等，作了一些有价值的研究。在此基础上，编制了能计算在中型异步电机的总风量、风量分配、风速分布和风损的通风计算程序。经验证，计算结果比较符合实际情况。     

42V汽车用永磁发电机研究

采用等效磁路的方法设计一台42V汽车用永磁发电机,并对各种参数下的电机效率进行了分析.在此基础上,分析研究单一变量、两变量以及多变量对电机效率的影响.选择的变量包括气隙长度、铁心有效长度、定子外径、永磁体径向长度等参数.合理选择各参数可以有效提高电机效率.对汽车用永磁发电机的参数计算和优化设计等提供了一定的理论参考.     

大中型异步电动机定子模态的仿真分析

为了降低电动机的电磁噪声有必要分析和计算定子振动模态.本文利用ANSYS有限元软件研究大中型异步电动机定子的模态振型和固有频率,重点讨论了成型绕组、径向通风道、肋、压圈和机座对定子铁心振动的影响.研究表明,成型绕组对定子模态有重要的影响,不考虑绕组固有频率会明显减小;径向通风道、肋和压圈对高阶模态的固有频率影响较大;机...     

电机转子径向风路的传热实验研究

异步电机的历史悠久,但线圈温度的冷却方法,仍存在不少课题。一般,随着电机容量的增大,铁心的外径和长度都增加,因而铁心内的线圈冷却恶化。假如观察一下线圈的温度分布,特别是铁心长度方向的中间部分,温升显著增高。对付这种局部温升偏高的方法,过去曾在定、转子铁心中安装径向直线放射状隔板,隔成径向的单排或多排风路。这种结构常用于200kW以上的电机,一般不在50～200kW的中型电机上采用。但最近,由于低成本研究的成就,已扩大到中型电机上应用,经实验,每排风路降低线圈温升可达5％,效果十分显著。     

隐极同步电动机冷却空气流场特性研究

为了研究在相应通风道结构下某变频调速隐极同步电动机冷却空气流场的特点,建立了包括定子和转子风道的电机1/8结构的三维流场物理模型,基于有限体积法,对三维湍流流动控制方程进行数值求解,得到了两种额定转速时电机内各部分空气流速、空气流量分布的特点。结果表明,在计算条件下,转子转速分别为3120r/min、4800r/min时,定子部分流过定子端部、压指间、定子铁心段径向通风沟及转子部分的冷却空气流量分配百分比基本不变,转子端部未布置补风口的3号槽与布置补风口的6号槽冷却风量较小。所得结论可为通风道结构设计提供参考。     

基于simulation分析高压电机铁心分段对电机温升的影响

常规高压方箱电机定、转子铁心均为对齐分布,为研究不同铁心分段形式对于电机温升的影响,以YKK 560-4径向通风结构为例,引入simulation对电机进行模拟,通过模拟数值对电机温度场的数值进行比较,得出结论,对径向通风电机的进一步优化提供方向,从而达到优化电机设计,提升电机功率密度的目的 .     

软磁复合材料-Si钢组合铁心轴向磁通永磁电机的结构设计与研究

为实现工业机器人伺服电机的小型化,该文提出采用具有高功率密度和高转矩/转动惯量比特点的轴向磁通永磁(axial flux permanent magnet,AFPM)电机应用在工业机器人中。根据软磁复合材料(soft magnetic composite material,SMC)和硅钢材料的性能特点,该文设计了一台SMC-Si钢组合铁心AFPM电机,建立SMC铁心和Si钢铁心AFPM电机模型进行对比研究,分析比较组合铁心AFPM电机与这两种电机之间的性能差异。此外,该文还通过采用单个定子盘旋转一定角度的方法对组合铁心AFPM电机的转矩脉动进行削弱。相比于传统径向磁通永磁(radial-flux permanent magnet,RFPM)电机,SMC-Si钢组合铁心AFPM电机结构更加紧凑,电机轴向长度大幅缩短。通过对比不同定子铁心结构AFPM电机得出,采用SMC-Si钢组合定子铁心结构可以有效提升电机额定电流下的输出转矩和电机过载条件下的效率。最后,该文通过样机实验,验证了组合铁心AFPM电机的理论设计和仿真结果。     

高压高效电机转子表面加工工艺

通过对电机转子铁心机械加工工艺的分析,采用适当的转子表面加工方法和烤火处理提高转子表面质量、减少倒片及毛刺搭接,保证通风道的宽度,以改善通风效果从而降低损耗,达到提高电机效率的目的。     

飞轮储能用高速永磁同步电机损耗分析与优化

飞轮储能由于效率高、无污染等优点得到了广泛应用。作为核心部件,高速永磁同步电机的损耗直接制约着电机转速,进而影响飞轮储能系统的性能。文章给出电机铁耗和永磁体涡流损耗的计算公式,分析两种损耗的影响因素。根据损耗分析给出电机的拓扑结构,介绍电机的绕组形式、极槽配比和转子结构。提出一种新型磁障设置方法,在定子轭部设置空气磁障,引入径向分段和Halbach充磁方式,给出三种新型电机拓扑。有限元仿真结果表明,磁障的设置显著降低了铁耗,但也使得永磁体涡流损耗上升。径向分段和Halbach均能大幅度降低永磁体涡流损耗,将径向分段与磁障相结合是降低损耗的有效方法。减少槽口宽度能降低永磁体涡流损耗,但其取值要综合考虑损耗与加工难度。     

中型新系列IP54电机冷却系统设计

H355-560铸造机座中型新系列IP54电机外部和内部的通风冷却，按外风扇的最大线速度分类，分别用轴流式、后倾式和盆式风扇，吹拂带散热片的电机表面，或把内部热空气从转子轴向通风孔抽出，分三路或两路分别经机座的四个内热均衡通道、气隙和齿部轴向通风道流向转子轴向风道的另一端，组成循环。     

Radial force and torque of a bearingless switched reluctance motor operating in a region of magnetic saturation

Bearingless switched reluctance motors, which can control rotor radial positions with magnetic force, have been proposed. These motors are characterized by integration of switched reluctance motors and magnetic bearings. It is essential for a control system to consider magnetic saturation in real time in order to realize stable operation at a full torque load. Thus, this paper proposes a method for fast calculation of radial force and torque of a bearingless switched reluctance motor operating in a region of magnetic saturation. It is shown experimentally that the proposed method is effective in calculating the radial force and the torque under conditions of magnetic saturation.     

铁耗和环流损耗分布对定子温度场及 绝缘外表面散热系数计算的影响

以150 MW空冷汽轮发电机为例,建立电机二维电磁场数学模型,利用有限元方法对电机定子基本铁耗及其分布进行计算与分析,在此基础上对定子温度场进行计算,并与传统方法铁耗均匀分布情况下的温度场进行比较,给出了铁耗分布对定子温度场的影响;研究了计及每根股线的环流损耗与环流损耗平均分布2种方案下的定子温度场。在考虑上述基本铁耗和环流损耗的基础上,提出基于傅里叶导热定律和牛顿放热定律的通风沟内主绝缘外表面散热系数计算新方法,为电机与电器的表面散热系数计算提供了新思路。     

Method for calculating iron loss for inductor motors

A method for calculating iron loss in switched-reluctance motors is given. It is necessary to separate the elements of the magnetic system of an electric motor in order to calculate the magnetic flux density according to the turning angle of the rotor. Then, calculations of losses due to hysteresis and eddy current are conducted. The described method can be applied for the verification and design of inductor motors.     

新概念永磁电机--记忆电机的设计研究

研究了记忆电机的设计方法,分析了记忆电机的磁场分布特点.分析发现,当电机的其他尺寸一定时,永磁体的极弧系数对气隙磁密幅值的影响比径向长度的影响明显,永磁体靠近轴侧的一定范围内磁密为零,因此记忆电机的永磁体存在一个有效径向长度.     

A new separate‐identification method of two stator equivalent core‐loss resistances corresponding to hysteresis and eddy‐current losses for parallel‐type mathematical models of AC motors

This paper proposes a new unified method for identifying equivalent stator core‐loss resistance of AC motors, which can be applied to both induction and synchronous motors. In order to realize AC motors that exhibit high performance such as precise torque generation and/or efficient energy transmission, stator core loss cannot be neglected in designing vector control systems. It is common to model stator core loss in magnetic circuits as loss caused by equivalent resistance in electrical circuit. One of the best mathematical models for controlling AC motors with core loss is a kind of parallel‐type model that succeeds in modeling both eddy‐current and hysteresis losses. The newly proposed method succeeds in identifying separately and simultaneously two kinds of equivalent core‐loss resistances on the model corresponding to eddy‐current and hysteresis losses. The practical usefulness of the method is evaluated and confirmed through experiments using two induction motors of 5.5 and 2.0 kW having relatively high core losses and a permanent magnet synchronous motor of 750 W having relatively low core losses. © 2003 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 143(4): 50–63, 2003; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.10152     

盘式感应电动机铁耗的计算

由于盘式电机的结构不同于常规电机，使它们的磁密转换系数、铁重以及铁耗的计算也不同。本文根据盘式感应电动机的结构特点，提出铁耗计算的较优方法和试验值相吻合。     

Characteristics of a permanent magnet type bearingless motor

Super high-speed and high-power electric machines are required for turbomolecular pumps and spindle drives. High rotational speed and high power drives can be achieved with bearingless motors. In this paper, a bearingless motor with the principles of permanent magnet type synchronous motors is proposed. High power factor and high efficiency can be expected in permanent magnet type bearingless motors. The proposed bearingless motor is a 4 pole permanent magnet synchronous motor, in which additional 2-pole windings are wound together with 4-pole motor windings in stator slots. With currents of 2-pole windings, radial magnetic forces are produced to support a rotor shaft. Principles of radial force production of surface-mounted permanent magnet bearingless motors are analyzed mathematically. It was found that radial forces are efficiently produced by employing thin permanent magnets on the surface of rotor iron core. A test machine was built in order to measure inductance functions as well as relationships between voltages and currents     

电网电压偏差对水轮发电机定子温度场的影响

以一台水轮发电机为例,分别采用有限元法和有限体积法对电网电压发生偏差时水轮发电机的二维电磁场和径向通风沟内的二维流体场进行了数值计算;给出了电网电压发生偏差时定子股线和定子铁心的基本铜耗、涡流损耗以及通风沟内各散热表面的散热系数:最后采用有限元法对定子三维温度场进行了计算,分析了电网电压偏差对定子温度场的影响,得出了一些有用的结论。