电励磁双凸极发电机的Pspice建模方法

为了研究电励磁双凸极电机发电过程,采用电压脉冲模块和受控电压源结合单位电感的方法,基于Pspice仿真软件建立了电励磁双凸极发电机模型。同时,研究了一台12／8极的电励磁双凸极发电机模型,给出了动态特性的数字仿真和试验结果。通过仿真与实验结果的对比,验证了所建模型的正确性及方法的可行性,为飞机直流发电系统的设计、分析提供了基础。     

基于三维非线性电感模型电励磁双凸极发电机系统建模的研究

电励磁双凸极发电机是一种应用前景看好的新型交流无刷电机,它以其独特的结构和优良的电气性能在飞机、车辆等领域有广阔的应用前景。目前国内外对它的研究大多基于分段线性电感模型,为了更准确地反映双凸极发电机的电磁特性,提出了一种新的构造三维非线性电感模型的方法,并在此基础上建立了整个电机系统的Matlab模型。以30kW、12/8极电励磁双凸极发电机为例,进行了仿真与实验比较,验证了此模型能够较好地反映双凸极电机实际工作特性,为双凸极电机系统的分析与设计提供了有力的工具。     

用支持矢量机建立电励磁双凸极发电机的非线性模型

作为一种新型的交流无刷电机,电励磁双凸极发电机输出经过桥式整流即可输出直流电,结构简单,可靠性高.但它是高度非线性、时变的对象,其磁链和电感均为励磁电流、相电流、转子位置的非线性函数,无法采用解析方法建立精确数学模型.支持矢量机(SVM)摒弃经验风险最小化(ERM)原则,而采用结构风险最小化(SRM)原则,可有效地应用于非线性建模.本文采用SVM建立了电励磁双凸极发电机磁链ψ(θ,if,ia,ib,ic)的非线性模型,所建模型拟合精度较高,其推广泛化能力也较强.所建模型为飞机高压直流发电系统的设计、动静态特性分析奠定了良好的基础.     

四相双凸极发电机的相磁链模型仿真方法研究

电励磁双凸极发电机的仿真常采用的有限元方法结果精确,但耗时长。简化的电感分段线性化方法则会造成大的仿真误差。本文分析了四相电励磁双凸极电机相绕组互感相比自感可以忽略的特性,利用四相电枢绕组的对称性,得到四相双凸极电机的相磁链模型,进而建立四相双凸极发电机的仿真模型。通过与有限元仿真以及试验结果的对比,验证了本文方法的快速性与准确性。     

双凸极电励磁发电机非线性建模方法

在有限元分析所得磁链特性y(q, if, ia, ib, ic)的基础上,尝试分别采用自适应模糊神经网络(adaptive-network-based fuzzy inference system, ANFIS)、支持向量机(support vector machine,SVM)和3次样条插值法(Spline)建立60 kW 12/8极双凸极电励磁(doubly salient electromagnetic,DSEM)直流发电机非线性模型,并将基于3种模型的电机的静态特性与有限元分析结果相比较,以验证所建模型的逼近精度、推广预测能力及建模方法的有效性。根据3种非线性建模方法分别建立发电机非线性仿真模型,并用此模型对双凸极无刷直流发电机的空载和带载电压波形进行仿真,分析电机的空载特性和外特性,并与实验测试结果比较,进一步验证3种建模方法的性能,给出选用原则。     

新型电励磁双凸极风力发电机组建模与仿真

建立包含多种非线性风速、定桨失速型风轮机、机械传动装置、多极低速电励磁双凸极发电机以及电气控制模型在内的风力发电机组整体动态数学模型;应用MATLAB软件Simulink／SimPowerSystems环境,以数学模型为基础搭建了新型电励磁双凸极风力发电机组的数字仿真工具;以随机风和渐变风为例,利用数字仿真工具对一台2kW、24／16极电励磁双凸极发电机的工作特性进行了仿真研究。仿真与实验结果表明,建立的数字仿真模型能够较好地反映新型电励磁双凸极风力发电机组的实际工作特性,为大规模非并网风电系统基础研究提供了有力的工具。     

基于MATLAB电励磁双凸极电机发电运行电枢反应研究

为分析电励磁双凸极发电机的电枢反应,运用MATLAB建立了双凸极发电机的系统模型.通过该模型所给出的仿真结果,分析了电枢反应对相电压产生的影响,试验结果验证仿真模型的正确性.     

基于MATLAB电励磁双凸极电机发电运行电枢反应研究

为分析电励磁双凸极发电机的电枢反应,运用MATLAB建立了双凸极发电机的系统模型。通过该模型所给出的仿真结果,分析了电枢反应对相电压产生的影响,试验结果验证了仿真模型的正确性。     

双凸极无刷直流发电机的非线性数学模型

用变网络等效磁路法建立电励磁双凸极发电机等效磁路模型。在考虑磁路饱和、电枢磁场和励磁磁场相互作用的基础上 ,给出了描述该发电机非线性电感的函数 ,函数值与转子位置、各相电枢电流和励磁电流有关。有限元法验证了该函数的计算结果具有很高精度。在基于电感数值解基础上建立了该无刷直流发电机负载时一个工作模态非线性数学模型 ,给出了描述该数学模型的微分方程。理论计算结果和样机实验结果对比验证了该模型的正确性 ,为研究双凸极发电机的工作性能提供理论依据     

电励磁双凸极发电机偏心特性研究

针对电励磁双凸极发电机静态偏心故障,首先对于发电机的气隙长度进行了等效解析建模,并对静偏心程度与磁链、电磁转矩以及气隙磁密等重要特性的关系进行了理论推导。然后,通过Ansys有限元建立12/8三相电励磁双凸极发电机的2D有限元模型,并对电磁信号理论分析结果进行验证。最后,利用Workbench中耦合电磁、模态与谐响应分析模块对发电机的径向振动信号进行有限元仿真。研究结果表明,仿真结果与理论分析结果基本吻合,证明静偏心故障中偏心率对于电励磁双凸极发电机性能具有一定的影响,为后续其静偏心故障诊断提供理论基础。     

一种新型电励磁双凸极无刷直流发电机

提出一种新型电磁式双凸极无刷直流电机,它是在双凸极永磁电机基础上,用电励磁代替原电机的永磁结构,发电运行时,取消了原电机中的功率变换器和转子位置传感器,电机的结构和制造工艺简单,可靠性高,功率密度高,成本低.本文设计加工一台原理样机,并采用二维电磁场有限元法对其进行了精确分析计算,得到了电机的静态特性,与实验结果进行了对比.     

双凸极无刷直流发电机的换相研究

双凸极发电机相电势的特殊性使得双凸极无刷直流发电机负载工作时的换相重叠角和换相压降难以用准确表达式表示.文中研究了励磁电流、转速和负载大小对换相重叠的影响,给出各种情况下换相重叠角的对比分析,并与永磁同步无刷直流发电机的换相重叠进行了对比,从而揭示出双凸极无刷直流发电机换相重叠规律,为发电机外特性等基本特性的研究提供了依据.     

双凸极无刷直流发电机空载特性的分析

首先用变网络等效磁路法计算了12/8结构的某双凸极交流发电机的空载相电压，给出了实验结果的对比。然后，在此基础上给出了凸极无刷直流发电机的空载特性的求法，计算的结果和实验的结果进行了比较，说明该方法具有较高的计算精度。该无刷直流发电机空载特性的求出为双凸极无刷直流发电机的磁路设计提供了重要的理论依据。     

一种新型单边双励发电机

本文提出一种新型单边双励发电机，它的铁芯具有双凸极结构，定子上有一个全距的集中绕组和两个永磁体，相互对称、正交配置；转子由硅钢片迭压而成，没有任何绕组、滑环或换向器。文章详细讨论了此种电机的工作原理、基本方程与运行特性，给出了计算机仿真及有限元计算以及与其它无刷电机对比的结果。     

航空电励磁双凸极无刷直流起动发电机系统控制关键技术综述

电励磁双凸极电机具有结构简单可靠、容错性能好、控制灵活等优势,可构成一种具有竞争力的新型航空无刷直流起动发电机系统。简述了电励磁双凸极起动发电机系统的构成及其工作原理。针对航空电源这一特殊应用领域的要求,对电励磁双凸极起动发电机高可靠性控制、高效率高功率密度控制、集成化控制等关键技术进行了归纳总结。讨论了电励磁双凸极起动发电机控制关键技术的未来发展趋势。     

一种新的永磁双凸极电机非线性磁链电感建模方法

永磁双凸极电机(DSPM)是一种新型的交流无刷电机，其结构简单、可靠性高、功率密度高、高速性能好，因此在电动汽车和航空工业等领域有着广阔的应用前景。但DSPM磁链和电感均为非线性函数而无法采用常规的方法建立其精确的数学模型。文中采用二维电磁场有限元法对1台6/4 极永磁双凸极电机进行了精确分析计算，得到了电机的静态特性；利用正态概率密度函数(NPDF)的特点建立了DSPM电机磁链和电感的非线性模型，获得了很高的模型精度。将仿真分析结果与实验结果进行了对比，验证了所建模型的精确性、有效性及方法的可行性。NPDF建模法为DSPM系统的设计、分析建立了基础。     

旋转整流器无刷同步发电机起动交流励磁仿真分析

旋转整流器式无刷同步电机具有功率因数可调、效率高等优点，在航空电源系统中得到广泛的应用。为了适应未来飞机电源系统发展的要求，航空发电机需要具有起动/发电双功能。本文给出无刷同步电机的新型单相交流励磁方案，在励磁机直流励磁绕组通入单相交流电，在气隙中建立脉振磁场，使励磁机转子电枢绕组中产生感应电势，经过旋转整流器整流，为主发电机提供励磁电流，解决零速下主发电机励磁问题。文中建立了考虑励磁机铁损耗的仿真模型，并运用仿真手段详细地分析励磁机的单相交流励磁的频率和幅值对主发电机励磁电流幅值的影响，最后给出发电机起动过程中，励磁机单相交流励磁的控制规律。     

Design and performance analysis of a 700‐kW wound‐rotor BDFIG for ship shaft generator application

In this paper, a 700‐kW brushless doubly fed induction generator (BDFIG) is designed for stand‐alone ship shaft generator application. Based on the principle of tooth harmonics and sinusoidal winding structure, a multi‐pitch unequal‐turn‐coil wound rotor is adopted to reduce harmonic contents and couple the two stator windings effectively. The performance analyses of a prototype BDFIG with two/four pole pairs are presented. The magnetic fields, air‐gap flux densities, and current densities with full load at different shaft speeds of the prototype machine are investigated. Simulation analysis and experimental tests verify that the output capability and the efficiency of the prototype machine could meet the design requirements of a 700‐kW generator and that the wound rotor structure is suitable for high‐power brushless doubly fed machines. © 2015 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.