基于多目标优化的永磁同步电机容错控制研究

电机定子绕组匝间短路是最常见的一类故障形式,若不进行处理会逐渐发展为相间或相对地短路,从而导致电机损坏。为了保障电机的安全运行与故障下转矩输出质量,需要及时对故障电机进行有效的容错控制。首先,以永磁同步电机为研究对象,通过电机定子绕组匝间短路故障等效电路获得电机数学模型,并分析了d-q轴电流平面下的故障电机转矩、短路环流及绕组温升。然后,为实现对故障电机电流的准确预测,对电机定子绕组匝间短路故障等效电路进行合理电路变换,建立故障电机预测模型,进而提出了一种多目标优化预测容错控制策略。最后,搭建电机实验平台,对提出的容错控制策略进行实验验证,结果表明：该方法可有效抑制短路环流及绕组温升并降低故障电机的转矩脉动。     

同步电动机阻尼绕组的起动电流与温升

本文讨论了用场路结合,d—q轴等值电路配合有限元求解电机电磁场,计算同步电动机在起动过程中阻尼绕组电流和温升的方法。对一台2200KW实际同步电动机阻尼绕组起动温升的计算值同实测结果进行了比较,表明文中提出的方法切实可行,具有较好的工程精确度。文中还讨论了定子电压及转子励磁绕组串接附加电阻对阻尼绕组起动电流与温升的影响。     

大容量交流变速电机驱动“供电制”选择

本文介绍了大容量交流变速驱动主电路电能变换器的选择提出了改接电机定子绕组和设计中“中压变频器”的方案,结合国情和实例分析了该方案的具体应用．     

低速高扭矩永磁直流电机的设计及参数解析计算

设计出汽车电动千斤顶需要的一种低速高扭矩永磁直流电机。本文根据此电机的特点和使用的工况,分别对电机的永磁材料、气隙磁密波形、电枢绕组和电路形式、转子结构、定子结构进行选择和确定,并利用分离变量法求解永磁电机绕组的电枢反应磁场、绕组的自感互感、电机负载气隙磁场、绕组电流和电磁转矩,从而得出该电机的参数表。     

多层绕组盘式横向磁通电机及建模分析

针对低速大转矩用盘式横向磁通电机中存在的C型定子结构不稳定，电机尺寸过大和生产效率低，U型定子和E型定子槽满率低、转矩密度小等问题，提出一种将绕组绕制在U型定子铁心两端的多层绕组盘式横向磁通电机拓扑结构。介绍了电机的结构和原理，并建立该电机基于磁阻的三维等效磁网络模型。在考虑永磁体空间漏磁的情况下，对主磁通进行计算并推导了空载磁链、空载反电动势和主要尺寸的关系。通过与双层绕组盘式横向磁通电机齿槽转矩、转矩密度和功率因数三维有限元结果的对比研究，分析所提出电机结构的优越性和有效性。试制出一台样机并进行空载反电动势的实验测试，通过仿真和实验测试的结果对比，验证该建模分析方法的准确性。性。     

对转螺旋桨用永磁盘式对转电机磁场仿真分析

为了解决传统对转螺旋浆电力推进电机的成本高、定转子散热和输出转矩不平衡的问题,设计了一种新型结构的单定子、双转子永磁盘式对转电机。介绍了该电机的基本结构、运行原理和电机磁路特点,对电机内部对转磁场的耦合问题进行了分析,并引入等效磁路模型,同时给出了直角坐标系下,转子磁极表面的磁通密度公式,采用有限元法分析电机气隙磁场和平均半径处的气隙磁密。制造了一台盘式对转样机,并搭建试验平台测试了电机的三相感应电动势。测试结果表明：由于电机定子绕组端部长度的不对称,出现了三相感应电动势的不平衡现象。     

采煤机用防爆型水冷电机的设计

针对采煤机用防爆型水冷电机体积小、功率大、发热严重等特点,根据电机热量传递图调整了电磁负荷分布,使热源分布更趋合理．水路设计采用了折弯式水路,提高了散热能力．通过建立的热传导模型图对电机定子绕组温升进行了计算,并对电机轴和机座强度进行了校算．结果表明,该方案设计的电机在现场运行良好,方法合理有效．     

高速电机的设计特点及相关技术研究

简要介绍了高速电动机和发电机的结构类型、设计特点、关键技术及研究现状.以高速永磁电机为例，重点阐述了高速转子的电磁与结构设计、转子强度与刚度分析、永磁体的保护方法、定子铁心与绕组的结构设计与电磁性能计算、高频与高速附加损耗计算、温升计算与冷却散热方式.此外还简要介绍了高速磁悬浮轴承的结构原理与控制方法、高速发电机和电动机的功率变换与控制技术，并对高速电机的发展趋向进行了展望.     

六相感应电机定子绕组设计与计算

定子绕组是影响电机性能的重要因素。提出一种广义积分法,并用这种方法对六相电机定子绕组以及磁通密度等参数进行设计和计算,以利于进一步改进六相电机的性能。     

功率步进电机驱动器设计

步进电机既能控制转速又能直接控制机械位置,是一种新型的特种电机。它的定子由几相绕组构成。各相绕组按一定顺序通电和断电,才能使它旋转。在控制系统中,要求步进电机受脉冲信号控制。每来一个控制脉冲,步进电机走一步,其转子转过一个步距角。实现用脉冲信号控制步进电机转动的电路,称为步进电机驱动器。驱动器一般分为环形分配器、驱动信号电路和主回路三部分。我们先介绍环形分配器的设计方法。     

异步电动机转子故障对定子故障检测的影响与对策

定子绕组匝间短路是异步电动机常见故障之一,因此研究其检测方法具有重要意义。首先,完成了异步电动机定子绕组匝间短路与转子断条故障仿真并对仿真结果做了分析,指出异步电动机转子故障对定子绕组匝间短路故障检测存在不利影响,甚至导致故障误判。进而明确揭示出该影响之原因,即转子故障将导致定子电流中出现边频分量。之后,提出了计及转子故障时的异步电动机定子绕组匝间短路故障检测策略,其关键在于预先采用频谱校正与自适应滤波技术滤除定子电流中由转子故障所导致的边频分量。     

感应电机定子绕组故障仿真模型研究

把感应电机定子侧绕组的每一个并联分支看成是一个支路,转子侧等效为d轴和q轴两个相互垂直的绕组,建立了基于绕组并联支路的感应电机磁链方程和电压方程.根据故障后支路的电压方程和磁链方程得出了各种绕组短路故障的等效模拟电路;对于绕组断线故障,可令该绕组的阻抗为一个相当大的数来模拟,最后用一个45 kW的电机参数进行仿真.     

具有自调节通风性能的大型永磁同步发电机内流热特性数值研究

为了探究具有自调节通风功能的结构紧凑型大型永磁同步发电机内部流体流变特性及温升分布规律,以一台6 MW永磁同步发电机为例,基于电机学和数值传热学理论,结合流-热耦合机理,根据电机实际冷却结构选择一个周期作为求解域,建立三维流体场与温度场耦合分析数学模型及物理模型. 采用有限体积元法对永磁同步电机三维温度场进行数值研究,对发电机定转子铁心、定子绕组与绝缘以及永磁体的温升分布特性进行详细分析. 通过与电机绝缘温升限值的对比分析,验证了其求解方法的合理性以及计算结果的准确性,为永磁同步发电机温升的计算及通风结构的设计提供参考依据.     

异步电动机定子绕组匝间短路故障特征分析

基于多回路数学模型,对异步电动机定子绕组匝间短路故障瞬变过程做了数字仿真,并完成了相关物理实验。在此基础上,对定子绕组匝间短路故障的典型特征进行灵敏度与可靠性评定,遴选出定子负序视在阻抗低通滤波值这一可靠兼具良好灵敏度的定子绕组匝间短路故障特征,从而为定子绕组匝间短路故障的灵敏、可靠检测奠定了基础。     

大型汽轮发电机定子变结构对温度场的影响

汽轮发电机通风冷却技术对汽轮发电机的容量和性能有决定性的影响．针对大容量汽轮发电机通风冷却要求高的问题,以某大型空冷汽轮发电机定子为例,依据CFD原理,提出了两种改变结构的方案,保持铁芯的总有效长度不变,改变铁芯叠片的厚度不改变风沟数量和改变风沟的数量．模拟不同结构定子内部的流场和温度场,分析原结构和变化后结构的流场和温度场,以及电机各部分温度的空间分布特性,比较定子在不同结构下的运行性能．合理布置电机的通风结构,提高传热介质的利用率,降低铁芯与绕组等的温升．研究结果表明变结构后模拟最大温升为118℃,比原结构模拟结果的温升有所降低,且流场温度场分布更均匀,为大型空冷汽轮发电机定子的结构设计提供理论依据．     

基于红外测温的异步电机内部温升的计算方法研究

电机的热分析对电机的运行和维护是十分重要的.文章用控制容积法建立了异步电机定子铁心传热的数学物理模型,提出了通过红外技术测量机壳表面温度计算定子铁心内部各部分温升的计算方法,并就模型对测量误差的抗干扰性进行了分析.通过对计算结果与实测结果的分析比较,发现该模型准确可靠,能够达到通过测量机壳表面温度定量判断定子铁心内部温升的目的.机壳表面对流换热系数和表面温度是影响计算准确性的主要因素,提高它们的测量准确性是减小计算误差的主要方法,模型对测量误差尤其是正误差有较强的抗干扰性,测量中应尽量避免负误差的出现.     

永磁直线电机遗传算法模糊神经网络失步预防策略

针对垂直运动的定子绕组不连续永磁直线电机因扰动使其运行失去同步而不能稳定、安全运行这一问题,将模糊控制、神经网络控制和遗传算法有机结合起来,构建了基于遗传算法模糊神经网络的双模态复合控制结构的永磁直线电机失步预防策略.侧重介绍了该控制模型的构成及工作原理,模糊神经网络的设计及参数的优化方法.仿真试验结果表明,该控制策略精确、可靠、控制方法简单,能够有效地提高垂直运动的定子绕组不连续永磁直线电机及其传动系统的稳定性、安全性.     

同步发电机定子绕组匝间短路故障检测

同步发电机定子绕组匝间短路故障是一种常见的、破坏性很强的故障,对电厂发电机乃至电网的安全运行都将带来一系列严重的影响。参考扩展Park矢量方法（EPVA）,利用实用的alpha beta 0坐标,结合EPVA矢量分析方法对发电机定子绕组内部匝间短路故障引起的不对称电压电流信号进行了分析研究,得到该类故障特征的直观图形和数字特征表示。该方法可靠、简单易行,使用该方法可以实现发电机定子绕组内部故障的非侵入式检测,不同负载下的动模试验分析证明了该方法的有效性。结合多回路方法,该方法可以作为三相同步发电机内部匝间短路在线检测和故障定位的新方法。     

基于集中参数热模型的异步电动机定子绕组温度软测量

应用集中参数热模型推导出异步电动机定子绕组温度与铁芯温度、机座温度以及定子绕组损耗之间的函数关系。根据定子绕组最高温度与铁芯表面温度、机座表面温度以及定子电流等易测参数之间的关系实现了定子绕组最高温度的软测量,分析影响软测量精度的因素,提出了提高测量精度的措施。实测数据表明该测量方法具有较高的测量精度,为实现方便、满足工程要求的电动机热保护奠定基础。