基于网络热力学建模的潜油电机温度辨识研究

鉴于对潜油电机温度监测的迫切需求及油井长线信号传输对经典电机温度监测方法的限制,将网络热力学建模理论应用于潜油电机的温度辨识,通过建立潜油电机的网络热力学模型,给出描述潜油电机温度变化过程的热力学方程组.基于在地面获取的电机定子采样电流进行机械化数学解析分析及稳态数值迭代求解,推导出潜油电机定、转子的辨识温度.对12 kW潜油电机进行温度辨识的实验结果表明,转子辨识温度与实测结果最大误差为5.59℃,验证了所提方法的正确性与可行性.     

基于转子槽谐波分析的潜油电机温度辨识

鉴于油井独特的高温高压环境对常规测温方法的限制及潜油电机对温度监测的迫切需求,提出了一种基于转子槽谐波的潜油电机无传感器温度辨识方法。核心在于通过在地面易测得的潜油电机定子电压和电流进行无传感器电机温度辨识,实现对工作于井下2～3km深处潜油电机温度的实时监测。根据所推导出的潜油电机转子温度解析表达式,可对潜油电机转速、感抗及转子电阻进行在线计算并监测其状态变化。实验结果表明,目前基于转子槽谐波分析得到的局部时段转速最大误差为3r/min,温度辨识精度误差小于10℃,从而验证了所提算法的正确性与可行性。     

基于Elman神经网络的潜油电机速度辨识研究

鉴于潜油电机独特的高温工作环境所导致传感器安装困难的不足,该文利用Elman神经网络对无速度传感器潜油电机进行了速度辨识。实验方案中把数据采集卡采集到定子电流用小波分析,滤除高温所产生的高频噪声的影响,提取有用的信号作为样本输入,把测速发电机采集到的速度信号作为样本输出,按照"离线训练,在线辨识"的思想训练神经网络,使之仅通过定子电流就能对潜油电机速度进行辨识,实验证明本系统具有很高的稳态精度和良好的动态性能,其辨识结果可为进一步实现潜油电机的闭环控制和故障诊断提供有力保障。     

潜油电机的RMNN建模分析与无传感器转速辨识

针对大庆油田某试验井潜油电机使用情况,给出了在工频和变频条件下应用多层反馈神经网络RMNN(recurrent multilayer neural network)实现电机转速辨识的方案,以便对潜油电机动态运行进行实时监测.鉴于潜油电机独特的高温工作环境,给出了无速度传感器条件下辨识潜油电机动态转速的RMNN模型.通过在井上对潜油电机定子电流、电压等参数的采集,着重研究潜油电机启动、稳定运行以及电源频率变化、负载变化对辨识效果的影响.研究结果表明,基于RMNN模型的潜油电机动态运行的速度辨识误差精度为0.4%,可满足试验井潜油电机转速辨识的需要.     

无速度传感器矢量控制系统中的电机参数辨识

根据交流感应电动机在两相静止坐标系上的数学模型,采用脉冲电流法、脉冲电压法实现了对交流电动机电气参数的静态测试。该方法不需要速度检测元件,从而为无速度传感器矢量控制系统的电气参数测试提供了一种有效、可行的方案。文章最后给出了该方案的实验结果。     

潜油电机设计特点及主要尺寸确定

文章从理论上分析了潜油电机主要尺寸与参数、性能的关系，提出了确定潜油电机主要尺寸的新方法，设计实践表明，具有简便和准确的特点。     

基于DSP的感应电机参数辨识

感应电机高性能交流调速方法中,电机参数的准确性严重影响着电机控制系统的控制品质。该文基于感应电机的数字控制平台,利用自身固有资源,向电机注入脉冲电压和阶跃直流电流激励,然后检测定子电流或电压响应,通过曲线拟合的方法得到部分电机参数。在介绍原理的基础上,介绍了硬件电路的设计,最后进行了仿真和实验研究,结果表明该辨识方案具有较高的精度。     

基于SVPWM控制的潜油电机端过电压分析研究

采用SVPWM技术控制潜油电机时,由于行波反射现象的存在,会在潜油电机端产生很大的过电压,对电机和输电电缆造成绝缘击穿。针对这一问题,本文应用Matlab建立仿真模型,对电动机端和长电缆上的过电压进行仿真,并在电机端加入滤波装置抑制过电压,从而使潜油电机控制系统的设计更加合理,故障率达到最小。     

变频器驱动下感应电机参数的一种辨识方法

基于感应电机三相定子绕组通单相正弦电流下的电机模型,设计了一种新的感应电机在静止状态下参数辨识的方法。该方法无需做堵转和空载实验,即可得到电机无速度传感器矢量控制系统中所需要的全部参数。为了避免复杂的运算过程,文中提出了一种新的迭代算法替代直接求解非线性方程组。仿真和物理实验证明,该方法辨识精度高、计算简单、实用性强。     

以磁场数值分析为基础计算永磁同步潜油电机参数

本章以有限元法计算永磁同步潜油电机的磁场的结果来计算电机的参数，并考虑了电机磁路的非线性对电机参数的影响。     

径向斜槽转子潜水电机电磁噪声优化

相比于一般电机,大型潜水感应电机目前存在电磁噪声过大的问题。采用径向斜槽结构可以削弱大型潜水电机的电磁噪声,但仍存在部分不足。基于径向斜槽结构,通过调整径向斜槽扭斜距离进一步削弱电磁噪声,并提高电机其他性能。利用多物理场耦合有限元仿真分析对比各方案的电磁噪声,验证了上述方法的正确性。     

转子槽口深度和槽配合对异步电机转子损耗的影响

为了分析转子槽口深度及定转子槽配合对三相变频调速异步电动机转子损耗的影响,采用ANSYS Maxwell软件对1台空载损耗异常的10极、1 100 k W三相变频调速异步电动机转子损耗进行详细分析。通过建立不同转子槽口深度和定转子槽配合的电机模型,结合电机内谐波磁场的理论,对比分析了不同槽口深度和定转子槽配合的电机模型转子铁心与转子导条中的损耗。根据仿真分析结果,对该样机进行改进设计。样机试验结果表明仿真计算的正确性,可为相关电机的设计提供参考。     

六极潜油电机定转子绕组的研究

因潜油电机工作空间狭小,使得设计六极潜油电机十分困难,特别是确定定转子槽数及绕组的形式。通过运用电机绕组设计理论,确定定子槽数,并绘出定子穿线图,进而确定合理的定转子槽数配合,并在文中对分数槽绕组在六极潜油电机上的应用做一探讨。     

变频调速感应电动机转子槽形优化设计

在变频调速的应用中，电源中的高次谐波电流将引起集肤效应，使电阻及铜损耗增大，这是造成电机效率降低的重要原因。在研究了集肤效应与转子槽形尺寸的关系之后，提出了降低集肤效应的理想槽形尺寸公式。这一方法已被用于１．５ｋＷ、４极的变频调速感应电动机的设计与生产，与同类产品相比较，其损耗下降，效率提高。     

汽轮发电机副槽通风转子槽部温度场计算

本文介绍用有限元法求解电机转子槽部稳态三维温度场的方法,并对300MW汽轮发电机氢内冷转子的槽部温度进行计算。分析计算表明:有副槽的轴向-径向通风内冷转子槽部轴向温度可以分段,以一个径向通风孔段为单元进行计算和研究。本文以300MW转子槽部温度最高的一段温度分布为例进行计算。     

基于快速参数辨识的感应电机转子温度在线评估方法

工程实际中,如何快速准确监测感应电机转子温度对电气设备状态评估、故障预测和安全生产具有重要意义。但受运行条件限制,转子温度很难直接测得且通过间接评估方法也存在较大难度。针对这一问题,提出一种快速参数辨识的转子温度评估方法,利用转子槽谐波辨识得到转子转速,进而利用可模拟电机堵转运行的起动初始阶段的实测电参数求解得出转子电阻。将上述求解得到的转速与转子电阻,当作实时辨识转子电阻的扩展卡尔曼滤波法(EKF)所需初值,避免了初值求解迭代时间过长的问题,实现了快速在线辨识转子电阻。进而基于金属材料电阻值与温度之间的关系,求出转子实时变化温度数据。以1台22 kW感应电机为例,辨识了负载条件下的转子温度情况,验证了所提出方法的有效性与可行性。     

矢量控制中感应电动机转子电阻的自适应辨识

异步电动机的转子电阻在电机运行中由于温升、集肤效应等原因 ,往往是电机控制系统中变化最为明显的参数之一。如何准确、快速的辨识异步电动机转子电阻 ,以提高整个矢量控制系统的鲁棒性 ,一直以来是国内外研究的重点。转子电阻对异步电动机调速系统的影响由于控制策略和控制结构的不同而有所差别。本文在异步电动机矢量控制系统中提出了一种基于转子磁场定向的转子电阻自适应辨识方法。这种方法结构简单 ,计算量少 ,而且仿真和实验结果证明这种方法可以准确、快速的辨识转子电阻。     

降低谐波损耗的异步电机转子槽设计

在变频调速电机的应用中,电源中的高次谐波电流将引起集肤效应,使转子导条电阻及铜损耗增加,这是造成电机效率降低的根本原因,因此必须针对逆变器供电的特殊性设计异步电机。在对国外提出的一种带U形铁心桥的转子槽进行分析的基础上得出确定其尺寸的表达式,并通过电磁场有限元分析来验证,结果表明,这种转子槽能极大降低转子谐波电流、转子谐波损耗。最后,总结出转子槽尺寸与转子导条谐波损耗之间的变化规律,对以后设计该种转子槽具有指导意义。     

高速永磁电机的转子涡流损耗分析

在高速永磁电机中,转子涡流损耗会使转子温度升高,影响电机效率等性能,甚至导致永磁体过热退磁.针对高速永磁电机中的转子涡流损耗问题,进行了解析分析和有限元计算,分析了产生转子涡流损耗的谐波来源,研究了不同定转子结构电机的转子涡流损耗,分析了定子槽数、槽口宽度、气隙长度、屏蔽层、定子齿开辅助槽对转子涡流损耗的影响.结果表明,增加定子槽数、减小槽口宽度、增加气隙长度可以减小转子涡流损耗;在护套和永磁体中间加一层高电导率屏蔽层能有效减小永磁体的涡流,且选择合适的屏蔽层厚度能够进一步减小转子涡流损耗;提出了使用合适宽度、深度、角度和槽型的辅助槽来减小转子涡流损耗、帮助电机散热的新方法.对高速永磁电机的研制具有重要的理论研究和工程应用价值.