Design and analysis of two three-phase windings of automotive generator

为提高汽车发电机的绕组性能,以96槽16极爪极电机定子绕组为例,分析和设计了一种由两组三相波绕组构成的定子绕组.通过Ansoft有限元分析软件,对该绕组通入三相对称电流产生的气隙磁场和总谐波畸变率值(THD)进行了计算分析,并与传统三相波绕组的整距和短距接法的结果进行了比较.分析比较结果表明,采用该方法生成的三相定子绕组产生的磁场波形和谐波含量都满足设计要求.按该设计方案生产的汽车发电机绕组实物图验证了该设计方法能满足大功率和结构紧凑的要求.     

汽车发电机定子设计探讨

汽车上虽然装有蓄电池,但它存储的电能十分有限。比如动发动机时,起动机要消耗蓄电池大量电能,若不及时对其进行补充充电就不能满足汽车上不断增多的用电设备的需求,也就很难保证汽车的频繁启动正常运行。所以可以说发电机是汽车电器系统的主要电源。而定子是汽车发电机重要的零部件之一,为提高汽车发电机的绕组性能,定子的设计和工艺制作至关重要。本文着重介绍了定子的滴漆处理;20℃时的电阻;电压测试;采用磁性槽楔等方面的设计规定及工艺制作要求。     

基于ANSYS的汽轮发电机定子端部绕组模态分析

针对某大型汽轮发电机定子端部绕组,利用PRO／E建立复杂结构的物理模型,将建立好的模型导人到ANSYS中,建立数值分析的有限元模型,分析模态特性,得到定子端部绕组的三瓣模态和椭圆模态,并与试验数据进行了简单比较,对实践有一定的指导意义。     

长丰猎豹汽车发电机的维修

分析猎豹汽车发电机的维修特点、注意事项。从30年来的维修理论和实践研究中，总结检修经验和方法。     

16极18槽分数槽绕组汽车永磁发电机设计研究

为了解决传统12极36槽的汽车永磁发电机电动势谐波含量大、绕组叠落难以提高槽满率、齿槽转矩大等问题,提出一种16极18槽分数槽绕组汽车永磁发电机。在给出分数槽集中绕组汽车发电机优点和永磁发电机的损耗模型的基础上,对比分析两种发电机的拓扑、感应电动势和关键部位的磁感应强度,并利用波托蒂铁心损耗模型计算了两种发电机的损耗。仿真结果和实验表明,16极18槽汽车永磁发电机具有更高的效率、更低的齿槽转矩和电动势谐波。     

用阻尼绕组降低小功率单相发电机波形畸变率

主要介绍阻尼绕组在小功率单相发电机中的作用,讲述了如何用阻尼绕组来降低小功率单相发电机的电压正弦波形畸变率,并阐述了阻尼绕组的设计方法。     

发电机定子绕组端部径向和切向电磁力分析

针对大型汽轮发电机端部结构固定比较薄弱极易发生事故的特点,提出了采用镜像原理、比奥萨格尔定律和叠加原理计算定子绕组端部电磁力密度解析式的方法.以国产600 MW大型汽轮发电机端部结构为分析对象,对沿圆周分布的各个线棒鼻端同一段处和几个关键点的径向和切向电磁力密度的分析结果表明,不同时刻切向力最大值出现的位置是有规律的,且径向和切向电磁力是一个数量级的,总体上看径向电磁力大于切向电磁力,但就最大值而言,径向电磁力是小于切向电磁力的.计算仿真结果为发电机端部结构的固定和事故的预防提供了参考.     

如何判别三相异步电动机定子绕组的始末端

三相异步电动机广泛应用于工厂,电机绕组出线头始末端判别是维修工作中常碰到的问题。如果接线错误,会引起闭合回路总电势为一相电势的两倍,致使绕组烧毁。在此介绍一种简单而实用的判别方法,供参考。     

基于风速时空分布的双馈风力发电机定子绕组匝间短路故障特性分析

考虑由风剪切和塔影效应引起的叶轮扫掠面内风速时空分布,研究考虑风速时空分布的双馈风力发电机组机械和电气故障特性。首先,建立了考虑风速时空分布的等效风速模型,分别推导得到了考虑风速时空分布前后的风力发电机组机械转矩、转速,正常运行时和定子绕组匝间短路故障时定子电流的解析表达式及其变化特性;其次,在Matlab/Simulink平台搭建双馈风力发电机模型和故障模型,对定子电流进行频谱分析;最后,在风力发电机组故障模拟实验台进行了实验测试与研究。结果表明：考虑等效风速后,定子绕组匝间短路故障时定子电流中除了基频和基频的奇数倍,还会有调制频率3kf_w。     

汽车用钕铁硼永磁发电机的稳压研究

通过对汽车用钕铁硼永磁发电机稳压原理的研究，采用高磁性钕铁硼永磁材料和新的电子技术，以及对发电机绕组的创新设计，使发电机输出电压稳定的直流电，解决了汽车低速照明问题和用电设施需用直流电的问题。     

一种新型能量回馈并网系统的设计与应用

针对传统电梯采用制动电阻耗能方式所造成的能量浪费的问题,设计了一种新型能量回馈并网系统。开展了新型能量回馈并网系统的结构、工作原理及应用领域的分析,并在传统的三相桥式电路结构的基础上,通过软件锁相环和直流电压外环与并网电流内环组成的双闭环调节器,实现了对电网的能量回馈控制。为了提高直流电压利用率,拓展系统的适用环境,将空间矢量脉宽调制（SVPWM）控制策略应用到系统中。设计并搭建的22 kW新型能量回馈并网系统成功地应用于电梯上并进行相关的实验研究。实验结果表明,系统运行效率高达97%,并网电流THD低至3.2%,并具有良好的动态特性,在实际应用中系统工作稳定、节电效果显著。     

光伏反激并网微型逆变器THD性能仿真研究

针对光伏反激并网微型逆变器的输出功率随着太阳能电池输出功率不断地变化,且在逆变器的输出功率比较低时并网输出电流的总谐波失真(THD)指标不能满足并网要求的问题,研究利用PI准谐振控制器对光伏反激并网逆变器进行了并网控制。通过运用状态空间平均法建立了光伏反激并网微型逆变器的数学模型,基于该数学模型建立了仿真模型,对传统的PI控制器与PI准谐振控制器的控制性能进行了仿真分析。研究结果表明,在不同输入电压、负载条件下,采用PI控制器的逆变器输出并网电流的THD较大,不能满足并网要求;而采用PI准谐振控制器时THD均小于5%,能满足并网要求,从而验证了新控制方法的有效性。     

轮毂式永磁无刷直流电机空载气隙磁密波形的模拟分析

针对轮毂式永磁无刷直流电机空载气隙谐波含有大量的谐波问题,采用有限元法设计轮毂式永磁无刷直流电机,对影响其性能的空载气隙磁密波形进行了数值模拟,降低了谐波损耗,提高了轮毂电机的性能.通过正交试验法改变定子齿槽宽度、气隙大小和磁极厚度,减少了气隙磁密谐波的含量,并通过绘制因素水平影响趋势图,分析了各个因素对于电机空载气隙...     

磁流变差动阻尼器的设计与有限元分析

针对旋转式磁流变液阻尼的磁滞性问题以及由于磁滞性而造成的旋转式磁流变液阻尼器输出力矩不稳定的问题,设计了一种差动式阻尼器,不仅可以使输出的力矩可控性更好,而且有效地克服了磁滞现象的影响.在通过理论计算得到磁流变液差动阻尼器输出力矩模型的基础上,利用ANSYS有限元分析软件对磁流变液差动阻尼器进行了磁场分析,得到了磁流变液的磁感强度与磁流变液差动阻尼器线圈中的控制电流之间的关系,结合数值分析软件得到了磁流变液差动阻尼器的输出力矩与线圈中的控制电流之间的关系.研究结果表明,通过控制磁流变液差动阻尼器的控制电流可以实时调整差动阻尼器的输出力矩大小及方向,对磁流变液阻尼器作为精确控制的力矩控制元件奠定了理论基础.     

低速高效垂直轴风力发电机及其特性分析

针对低风速区风力发电机需要低风速切入问题,研究了一种低速高效的定子无铁芯轴向磁通永磁风力发电机。对影响发电机性能的关键参数对进行了归纳,提出了一种单层非重叠集中绕组和优选"切饼"型磁极组合的设计理念。确定了定子无铁芯轴向磁通永磁风力发电机性能分析参数方案。利用三维有限元发电机设计平台,对发电机的空载输出特性,交、直流负载输出特性和不同转速下的负载输出特性进行了对比研究。研究结果表明,该结构发电机的各项基本电磁参数和输出特性均能满足低速风力发电系统的特殊要求:优选的磁极结构使发电机总永磁体耗用量节约11.5%,发电机最大输出效率达87.75%;低转速范围运行时,效率维持在85%以上;不同工况下输出电能总谐波畸变率低于3%。     

无刷双馈电机的转子导条不等间距优化设计

无刷双馈电机（BDFM）由于其特殊的结构,具有较高的谐波含量.针对转子导条分布对BDFM谐波含量的影响问题,通过绕组函数分析了类鼠笼型无刷双馈电机的气隙谐波磁场;并确立了转子导条分布（导条间距）对气隙磁场各次谐波含量的影响关系;结合3种不同转子结构的算例进行了理论分析.通过Ansoft有限元分析软件建立了3种转子结构的模型,分析对比了3种结构所得的气隙磁场谐波含量.研究结果验证了转子导条不均匀分布的内侧结构在抑制无刷双馈电机无用谐波、提高基波和有用谐波含量方面的有效性;所得结果为无刷双馈电机的进一步优化提供了很好的理论指导.     

凸轮波发生器作用下柔轮截面应力有限元分析

建立了柔轮在凸轮波发生器作用下的有限元模型,进行了静力学接触分析.深入地分析了柔轮在凸轮波发生器作用下的截面应力特征,找出了柔轮的危险截面,得出在凸轮波发生器作用下危险截面是离端面距离为14.4 mm的截面的齿槽部分,为谐波齿轮传动的设计提供了重要的依据.     

二级杠杆式微牛级微力发生机构

针对力传感器标定系统难以精确加载微牛级微力的现状,设计了一种二级杠杆式微力发生机构。首先,在比较了常用柔性铰链精度性能的基础上,介绍了微力发生机构的工作原理。然后,在考虑杆件变形和柔性铰链中心偏转的基础上,分析了各级杠杆和各柔性铰链的受力和能量传递情况,推导了二级杠杆式微力发生机构力缩小倍数的理论计算方法,并以实现某一力缩小倍数为设计目标,据此提出了微力发生机构的优化设计方法。接着,进行有限元仿真分析,得到了不同输入力下的力值响应特性。最后搭建了微力发生机构的性能实验测试平台。结果表明,有限元分析、实验结果与理论力值间的最大误差分别为5.501%和7.391%,实验非线性误差为2.89%,可实现0～500μN的微力加载。认为力缩小倍数满足设计要求,验证了采用该优化设计方法准确设计二级杠杆式力柔顺机构、提高微力加载精度的有效性。     

高精度扫描放大器设计与仿真

本文采用D类放大器提供磁偏转电子枪所需的扫描电流以满足低功耗、低失真的要求,设计了电压负反馈控制的扫描放大器电路结构,从而显著提高了系统的精度和稳定性,为提高镀膜成功率和薄膜性能创造了有利条件.该电路经Protel DXP软件仿真,完全能够满足真空镀膜机中扫描电子枪的要求.