低噪声屏蔽电机定子屏蔽套激振力和受迫振动分析

三相屏蔽电机是屏蔽电泵专属特种电机,该电机的性能优劣对系统振动噪声有很大影响。屏蔽电机气隙内的旋转磁场在定子屏蔽套中感应出涡流,除产生屏蔽套涡流损耗外,该涡流还将与气隙合成磁场相互作用形成径向和切向高频电磁激振力。考虑到定子屏蔽套是薄壁件,与定子齿冠间存在一定的安装间隙,所以在电磁激振力下定子屏蔽套将产生电磁振动和噪声。首先从解析的角度推导得到了径向和切向电磁激振力的数学表达式,进而采用有限元法计算定子屏蔽套典型位置点磁通密度时间谐波和圆周方向上磁通密度空间谐波分布规律及谐波含量,得到了不同屏蔽套材质时的涡流电流密度分布。计算了定子屏蔽套采用哈氏合金时的电磁激振力变化曲线,并与解析计算结果进行了横向对比,验证了解析计算的正确性。最后,计算分析定子屏蔽套的工作模态和在电磁激振力作用下的机械形变,为后续屏蔽电机的减振降噪提供理论依据。     

基于粒子群算法的核屏蔽感应电机多目标优化设计

屏蔽感应电机是核反应堆冷却回路的动力源,提高该电机的效率和降低电磁噪声具有重要的意义。将有限元法和磁路法相结合,设计了1台20 kW核屏蔽感应电机。利用有限元软件对其进行额定工况运行状态下噪声和损耗仿真分析,确定影响电机效率和电磁噪声的主要参数;选取影响电机效率和噪声的主要参数为优化变量,电机电磁噪声和效率为优化目标,输出功率为约束条件;采用正交试验表获得样本空间;通过响应面法建立优化目标及约束条件的优化模型,最后利用粒子群算法对优化模型进行求解。有限元仿真结果表明:优化后电机效率提高了2.6%,电磁噪声降低了5.2 dB。     

基于电磁屏蔽法变频电机轴承电流抑制研究

针对两种轴承电流抑制措施进行了效能分析,一种为在电机内安装电磁屏蔽槽楔,另一种为在电机轴端安装轴承电流短路环。回顾了电磁屏蔽槽楔的工作原理,通过有限元法计算了电磁屏蔽槽楔对高频电磁场的屏蔽效能;介绍了轴承电流短路环的工作原理。最后以一台3 k W、4极变频电机为研究对象,搭建了实验平台,分别测量了两种轴承电流抑制措施下电机轴承电流,通过实验测量分析了两种轴承电流抑制方法的效能。     

新型高温高压屏蔽电机的研制

介绍了一种新型22kW小型高温高压屏蔽电机的研制过程,着重说明了该型电机的电磁、结构、绝缘等方面的特点,并通过对电机出厂空载试验和负载试验取得的试验数据和设计数据对比分析,确认了设计的准确性,为优化该型电机性能确定了方向。     

屏蔽泵用电机不同类型转子电磁性能的影响分析

屏蔽泵及其电机因其自身优势,在核电、国防领域、重要石化领域得到了很大的应用,它具有高可靠性、高密封性、零泄漏性。但与此同时由于屏蔽套结构的存在以及运行介质的决定,其会额外产生屏蔽套损耗以及较大的机械耗(液体磨损损耗),因此,效率、功率因数都会低于普通电机,严重制约了其发展。因此,近年来如何提升屏蔽电机的电磁性能成为屏蔽领域工程专家们研究的重点,转子结构形式及冲片槽型设计影响着电机的电气性能,以转子设计为突破口,研究不同类型转子结构形式对屏蔽电机电磁性能的影响。     

半屏蔽强制循环泵电动机的设计特点

介绍了国内新型电机-半屏蔽强制循环泵电机的结构设计及电磁设计特点。从屏蔽套的结构、材料、厚度,定子铁心结构,定子绕组,转子,隔热屏,机座,轴承,冷却系统等方面详细阐述了其各自对电动机性能的影响。从电磁设计的角度,说明了半屏敝电机与普通异步电动机在电机设计参数上的差异,和作者对其的一些建议。     

半屏蔽强制循环泵电动机的设计特点

介绍了国内新型电机-半屏蔽强制循环泵电机的结构设计及电磁设计特点。从屏蔽套的结构、材料、厚度,定子铁心结构,定子绕组,转子,隔热屏,机座,轴承,冷却系统等方面详细阐述了其各自对电动机性能的影响。从电磁设计的角度,说明了半屏敝电机与普通异步电动机在电机设计参数上的差异,和作者对其的一些建议。     

大型屏蔽电机用硅钢片国产化应用技术研究

本文介绍了某大型屏蔽电机硅钢片的电磁、机械、绝缘等方面特性,根据这些特性,开展了选用国产硅钢片材料替代进口材料的相关试验研究工作,并得出了试验结论数据,对于实现该型屏蔽电机的国产化具有重要意义。     

新型屏蔽电机振动问题技术研究

本文介绍了在屏蔽电机研发过程中,从电磁、结构、加工制造、试验等各方面抑制电机振动水平的一般方法,并以某新型屏蔽电机为例,论述了电机制造完成后的振动问题的处理过程及方法,说明了其有效性,对于同类型的电机振动问题处理有较大借鉴意义。     

电磁屏蔽技术探讨

讨论了电磁屏蔽技术，包括电磁屏蔽的技术原理、屏蔽材料的性能和应用场合、屏蔽技术的注意事项、屏蔽效能的检测以及特殊部位的屏蔽措施。     

单层金属板屏蔽小室电磁屏蔽效能的有限元法计算

微电子设备的电磁干扰防护普遍采用屏蔽技术，针对屏蔽工程施工和屏蔽材料的选择，文章提出了利用有限元法，计算单层金属板屏蔽小室的电磁屏蔽效能，并对以铝、铜、铁为屏蔽材料的金属板，屏蔽小室100MHz以下频率电磁屏蔽效能进行了数值计算。结果表明金属板屏蔽小室电磁屏蔽效能主要决定于屏蔽材料的电导率，电导率越高，电磁屏蔽效能越高，薄金属板的屏蔽效能很高。     

永磁电机屏蔽泵性能优化

文章研究了绕组参数和永磁体对屏蔽泵电机性能的影响。通过三维有限元法计算得到永磁屏蔽电机气隙磁密分布和屏蔽套涡流损耗分布,并计算得到不同转速下电机的各项性能。然后对屏蔽电机结构进行优化分析,使其效率达到最大值,为屏蔽泵能效指标的提高提供了依据和参考。     

核屏蔽感应电机效率和功率因数综合优化设计

以核屏蔽感应电机为研究对象,在额定负载的情况下,对电机气隙长度、定子槽口宽度、定子屏蔽套厚度和定子槽宽等相关参数进行优化设计,以提高核屏蔽电机效率和功率因数。根据优化参数的个数和各个参数的水平数建立田口正交表,再利用有限元进行仿真计算,得出优化的最佳方案,优化后的电动机效率和功率因数均得到了一定提升。     

光电系统监测设备电磁屏蔽设计的系统法研究

某光电系统中监测设备需要满足GJB 151A-1997中陆军平台的电磁兼容指标要求,但在标准测试中,电场辐射测试结果超出RE102标准要求,为解决此问题,提出了监测设备的电场屏蔽系统设计方法,设计了电磁屏蔽结构并实施。首先,阐述了监测设备的RE102标准测试方法及测试结果。其次,在分析测试结果的基础上,提出了电磁屏蔽设计的技术指标,并从电磁兼容的系统设计法角度,提出了监测设备电磁屏蔽预设计的方法。最终,结合电磁屏蔽理论,对屏蔽箱体进行了设计,确定了箱体的材料、厚度及结构。针对孔缝等电磁屏蔽不连续结构,采用理论计算方法,在10kHz~30MHz频段内进行了屏蔽效能计算,分析了屏蔽加固的必要性,并对必须采用屏蔽加固措施的缝结构进行了设计。实验结果表明,施加电磁屏蔽措施后,监测设备通过RE102标准测试,且在305kHz频率处屏蔽效能为23.58dB,满足屏蔽设计指标要求。     

电力变压器油箱磁屏蔽的优化设计

为了改进磁屏蔽的设计,降低能量损耗,将优化系统软件OptiNet和电磁分析软件MagNet相结合,实现了磁屏蔽厚度的自动调整、计算模型的建立和优化实际、计算的自动完成.本文基于工程实例,展示了高效率且低成本效益的磁屏蔽电磁设计,及优化设计程序和结果.     

基于PSO的多层开孔电磁屏蔽结构优化设计

金属屏蔽腔体能够保证车载记录仪在强电磁环境中正常工作，但散热和线缆等开孔会降低腔体屏蔽效果，需要对结构优化以提高屏蔽效能。分析不同开孔方案和结构参数对屏蔽效能的影响，推导电磁屏蔽效能的计算公式，针对纯数值优化方法计算成本高、计算效率偏低的问题，结合解析法计算简单和数值法计算精确的优点，采用自适应权重PSO优化算法对解析式进行快速寻找优化值，采用数值法对寻优结果进行数值仿真计算适应度值，从而得到最优的结构参数。结果表明，与纯数值法优化相比，计算成本大约降低88.54%,在取得同样屏蔽效能的情况下，屏蔽结构的厚度由3.4 cm减少至2.99 cm,体积减小9.03%;在屏蔽结构体积大约相同时，屏蔽效能由98.79 dB提升至102.65 dB。可见提出的优化方法在提升优化效果的同时大幅提高设计效率。     

复合转子屏蔽电动机运行特性及电磁参数研究

以复合转子双绕组的屏蔽电机样机为例,建立了其数学模型,并利用二维时谐场有限元法计算了电机在起动、额定负载两种不同工况下的主要性能参数指标。利用多回路法计算模型,分析计算了屏蔽电机的负载起动工况下运行特性,并与时谐场结算结果进行了横向对比。最后提出了复合型转子屏蔽电机的等效电路,针对等效电路难以计算的屏蔽套和实心转子等效阻进行了计算说明。     

真空泵用屏蔽式永磁同步电机电磁场-温度场互相迭代计算方法

真空泵用屏蔽式永磁同步电机发热严重,因此在设计阶段准确预测其温度对于真空泵系统的安全稳定运行具有重要意义。针对当前电机电磁场-温度场双向耦合计算方法只能考虑温度对电机材料物理性质参数的影响,提出了一种电机电磁场-温度场互相迭代计算方法。该方法不仅能够考虑温度对电机损耗和永磁体磁性能的影响,还能够考虑温度对电机部件材料导热能力和散热能力的影响,使电机电磁场和温度场预测更加符合实际情况。以一台1.5 kW屏蔽式永磁同步电机作为研究对象,基于提出的方法对电机的电磁性能和温度特性进行分析,并将分析结果与电磁热双向耦合计算结果进行了对比。此外还利用提出的互相迭代法分析了环境温度对电机温升的影响。该研究不仅可以为屏蔽式永磁同步电机优化设计提供理论依据,还可以为其运行安全性和可靠性提供参考。     

再论屏蔽式异步电动机的设计特点

有关屏蔽电动机的结构和电磁设计特点，笔者在《电机技术》2001(1)期有过初步论述。现把近二年来，在屏蔽电机设计工作中的一些体会作进一步论述。     

屏蔽式异步电动机电磁设计特点探讨

叙述了屏蔽式异步电动机的电磁设计特点 ,着重指出了屏蔽套对电磁设计的影响 ,并提出了相应的设计原则