极相调制异步电机的绕组设计及性能比较

异步电机可使用极相调制的变极策略扩展转速/转矩范围,极相调制可以采用传统的电机绕组也可采用环形绕组.本文提出了一种异步电机极相调制绕组的设计方法,基于这种方法分别设计了极相调制的传统绕组及环形绕组样机.有限元计算结果验证了提出的变极绕组设计规律以及极相调制绕组变极的可行性.比较了传统电机、环形绕组单转子电机及环形绕组双转子电机在同一极数下的运行性能,双转子电机更适合环形绕组,它充分利用了环形绕组的两边,内外转子均输出转矩,提高了效率;但是,传统绕组电机则具有更好的性价比,更有应用前景.     

绕线型异步电动机转子采用交-直变流输出的变极绕组方案研究

根据转子采用交-直变流输出的绕线转子型变极异步电动机交-直变流之后的电流波形的特点,对转子绕组不同接法进行了分析,探讨了在使用三集电环,且保证每种极对数下均能串电阻的情况下,转子绕组不同接法与所对应的分布系数及绕组系数之间的关系,并以4/8极转子绕组实例进行了说明,给出了比较优化的连接法.     

极对数组合形式对绕线转子无刷双馈电机性能的影响

无刷双馈电机存在特殊性,其定子上有两套极对数不同的绕组,对于确定极对数的两套绕组,其极对数组合形式对电机性能有一定程度的影响。以绕线转子无刷双馈电机的等效电路为基础,推导空载和负载状态下转子电流和功率绕组侧输出相电压与控制绕组励磁电流之间的关系,以及负载状态下系统输出功率与控制绕组励磁电流之间的关系。利用有限元法对2/4、1/3对极电机分别在两种极对数组合下的性能进行研究,通过实验证明了理论推导及有限元分析的正确性,实验结果也表明选择极对数较小的绕组作为功率绕组的电机具有转子电流小、饱和程度低、运行范围广、功率绕组侧输出电压高和系统输出功率大等优点。     

BPZ系列旋转整流器变频机组

本系列变频机由异步电动机、凸极式同步发电机、交流励磁机及旋转整流器组成,制成同机座。发电机为旋转磁极式,定子是交流电枢绕组,转子是多极励磁绕组,与发电机同一轴上装有一个交流励磁机及旋转整流器。交流励磁机也是一个凸极式同步发电机,它的极数一般是主发电机的一倍。因此,它的输出频率一般是主发电机的一倍,它与主发电机相反。转子是交流电枢绕组,定子是多极励磁绕组,转子电枢绕组感应的电压经过旋     

半波结构轴向磁阻式旋转变压器电磁模型与参数计算

传统磁阻式旋转变压器输出位置信号精度低、转子加工工艺复杂。定转子极槽配合受到强度限制,整数槽绕组形式难以实现。鉴于此,首先提出一种半波结构轴向磁阻式旋转变压器,基于绕组函数法和有限元法对其进行设计,定量分析结构参数对输出电势精度的影响,有效降低加工工艺难度并提高位置信号输出精度。其次,为了满足转子极数要求,考虑定子机械强度限制,设计一种分数槽正弦型分布绕组结构,提高输出信号容错能力,有效降低绕组层的位置敏感性。最后,基于有限元仿真平台和自制测试系统对正弦型旋转变压器进行仿真和实验研究,结果表明半波转子结构能够显著提升旋转变压器稳态性能,对提高位置检测精度具有指导意义。     

电励磁双凸极发电机转子极宽对输出特性的影响

转子极宽对基于磁阻工作原理的电励磁双凸极发电机输出特性有重要影响。从原理上讨论了电励磁双凸极电机磁链变化范围与输出电压的关系,阐述2类气隙对电机磁链变化范围的影响作用。提出第3气隙概念并给出其定义,推导了第3气隙大小与转子极宽的数学关系,并指出第3气隙的大小对相绕组磁链最小值的影响作用较大。利用2维有限元法分析计算得到不同转子极宽下电机静磁场分布、相绕组磁链以及空载相电势波形;通过瞬态场路耦合分析得到不同转子极宽下电机负载状态相电势波形、整流输出电压平均值和纹波大小。原理样机的实验结果验证了有限元计算和场路耦合分析的正确性。表明定转子极宽相等即第3气隙最大时电励磁双凸极电机输出功率大且输出电压波动小。     

低切换电流的绕线型变极感应电动机转子绕组研究

对绕线型变极感应电动机转子绕组的设计，引入“无感绕组”的概念并提出采用复合线圈“线圈对”连接技术，能够做到转子上只需三个滑环，且在两种极数下转子都可以具有较高的阻抗，既保证了变极电机能够有较大的变极切换转矩又有效地限制了起动或变极切换时的冲击电流。     

转子绕组交叉连接的倍极感应励磁发电机及其仿真

转子绕组交叉连接倍极感应励磁新结构可显著提高倍极感应励磁同步发电机的磁势感应系数。由于转子绕组的等效电感参数将随着交叉连接两绕组匝数比的改变而相应变化，导致转子电阻对转子绕组电流及磁势感应系数的影响大小随匝数比而不同，文章针对这一问题进行了仿真研究。所得结论得到了实验验证。     

三相无刷同步发电机转子绕组不同连接方式可靠性分析

电励磁三相无刷隐极同步发电机可通过改变励磁绕组电流大小改变气隙磁场强度,从而实现宽范围电压调节。转子绕组是三相无刷隐极同步发电机的重要组成部分,其一般采用同心式绕组。并联支路数为1的转子绕组极间、重间连接后,引出线正端与负端在铁心端面固定并直接引出。而并联支路数大于1的转子绕组不仅需要极间、重间连接,还需选择恰当的并联连接方式。不同的连接方式直接影响转子绕组的复杂性与可靠性。以10极5 MW三相无刷隐极同步发电机为例,对并联支路数为2的转子绕组不同连接方式进行比较。结合工艺性与可操作性,选择最优转子绕组连接方式,制作了发电机转子绕组以及样机。结果表明,该连接方式简单可靠,可提高产品工艺性,有效避免转子绕组绝缘故障。     

翻车机驱动用绕线型变极异步电动机研究

对翻车机驱动用绕线型变极异步电动机转子绕组的设计，引入“无感绕组”的概念并提出采用复合线圈“线圈对”连接技术，能够做到转子上只需３个集电环，且在两种极数下转子都可以具有较高的阻抗，既保证了变极电机能够有较大的变极切换转矩，又有效地限制起动或变极切换时的冲击电流     

翻车机驱动用绕线型变极异步电动机研究

对翻车机驱动用绕线型变极异步电动机转子绕组的设计，引入“无感绕组”的概念并提出采用复合线圈“线圈对”连接技术，能够做到转子上只需３个集电环，且在两种极数下转子都可以具有较高的阻抗，既保证了变极电机能够有较大的变极切换转矩，又有效地限制起动或变极切换时的冲击电流。     

倍极感应励磁同步发电机的电感参数与转子励磁电流

在倍极感应励磁同步发电机中，转子励磁绕组中的励磁电流是由定于直流绕组建立的倍极磁场感应产生。转子励磁电流与定于直流绕组电流之间的关系是其重要电磁关系，通常用绕组电感参数表达，但由于该类电机结构的特殊性，有关电感参数的计算十分困难。本文从电感系数的基本定义出发，提出了一种有关电感系数的等效计算方法，并由此得出了用绕组参数表达的转子励磁电流实用计算公式，其正确性得到了实验验证。     

一种新型无轴承开关磁阻发电机的设计

分析了一种转子由6个凸极和一个圆盘轴向叠加而成的12/6极混合转子结构无轴承开关磁阻发电机的发电原理与悬浮机理。利用等效磁路法,并将绕组电流等效为方波,结合平均转矩与输出功率的关系,推导出了无轴承开关磁阻发电机的主体尺寸计算公式。在不考虑转子偏心情况下,推导了电机悬浮力的表达式。根据设计样机的径向负载要求,在留有一定径向力裕量的基础上计算得出转子圆盘尺寸,并通过绕组峰值电流与气隙磁密的关系计算绕组的匝数。最后,基于所提方法,在Ansoft中建立12/6极混合转子结构BSRG实验样机的模型,验证了所提设计方法的正确性。     

交流电动机转子等匝异槽无感绕组的研究

文章介绍了一种新型的交流电动机转子无感绕组，该绕组由等匝不同槽的两个子线关联工联而成的复合线圈构成，既可用于绕线式异步电动机的转子，亦可用于隐极式等分槽同步电动机（以下简称为同步电动机）的转子，绕组的型式可采用迭绕组或波绕组，容量范围不受限制。     

一例发电机定子出线短路事故的处理

通过对一例发电机定子出线三相突发短路事故处理过程的分析，介绍了定子出线短路可能对发电机转子绕组造成很大损坏的情况。在转子绕组匝间短路故障检测过程中，除了进行传统的交流阻抗、直流电阻测量外，同时参考国外有关经验尝试进行了转子极电压平衡和绕组频谱特性曲线测试，检修结果表明以上试验真实地反应了转子绕组的实际故障情况，是发电机转子故障检测的重要手段。     

变极法设计无刷双馈电机绕线转子的研究

为提高无刷双馈电机绕线转子绕组与定子上不同极对数的功率绕组和控制绕组的电磁耦合能力,改善电机性能,采用变极法设计了一种3Y/3Y型绕线转子绕组。介绍了该转子的结构和设计原则,该转子绕组的9条并联支路连接成对应两种极对数的两种3Y连接方式,且这两个3Y结构反相序连接。给出了依据该方法设计的一种5/2对极绕线转子实例,该设计方案不仅使得两种极对数下的绕组系数都较高,而且都是对称的。通过电磁场有限元仿真得出了不同绕组的感应电动势波形。仿真结果表明,采用变极法设计的3Y/3Y型绕线转子,定子绕组的感应电动势谐波含量低。该研究为无刷双馈电机绕线转子的设计提供了一种可行方案。     

开关磁阻电机原理

磁阻电机是指电机各磁路的磁阻随转子位置而改变，因而电机的磁场能量也将随转子位置的变化而变化，并将磁能变换成机械能。这种结构与步进电动机相似，开关磁阻电动机的运行亦遵循“磁阻最小原理”，即磁通总是沿着磁阻最小的路径闭合。而具有一定形状的铁心在移动到最小磁阻位置时，必使自己的主轴线与磁场的主轴线重合。当定子极励磁时，所产生的磁力会力图使转子旋转到转子极轴线与定子极轴线重合的位置，并使励磁绕组的电感最大。若以中定、转子所对的位置作为起始位置，然后依次给四相绕组通电，转子会逆着励磁顺序以逆时针方向连续旋转：反之，则转子会沿顺时针方式转动。可见，开关磁阻电动机的转向与相绕组的电流方向无关，而仅取决于相绕组通电的顺序。     

发电机转子绕组匝间短路的故障分析

转子绕组匝间短路故障会造成发电机励磁电流增大、输出无功功率减小、转子振动加剧等不良影响,如不及时处理会给机组的安全运行带来巨大威胁,而解决这一问题必须先解决发电机转子绕组匝间短路的故障分析.针对某型隐极式同步发电机,应用交流电机的多回路理论,建立了该型发电机转子绕组匝间短路故障时的数学模型,并计算了与模型有关的所有回路电感参数.通过仿真和试验结果的对比验证了该方法的有效性,可准确计算故障时的电流等电气量,为发电机转子绕组匝间短路时的故障分析奠定了基础.     

“微特电机”讲座第2讲：旋转变压器原理及其应用

1.原理 旋转变压器（以下简称旋变）是一种用于解算装置和数字传输系统的信号电机。它的工作原理与普通变压器没有本质差别，不同之处是它的输出绕组和励磁绕组能作相对旋转位移，从而改变输出绕组与励磁绕组的磁耦合度。因此，它的输出电压不但跟变比有关，还与转子转角有关。按用途进行分类，旋变通常分为正余弦旋变和线性旋变。正余弦旋变的输出电压与转子转角呈正余弦函数关系。     

一种转子绕组采用变极法设计的新型无刷双馈电机

无刷双馈变频调速电机的转子结构，目前研究的有磁阻和特殊笼型两种类型。其中特殊笼型转子被认为最有可能应用于大容量电机。但是，这种特殊笼型转子绕组是依据“共轭”原理设计的，导体利用率低，谐波含量大，因而性能还达不到实用要求。为解决这个问题，提出了一种不同于上述两种转子结构的新型转子绕组，即根据“变极法”设计的绕线型转子绕组。这种新型绕组利用其中两种不同极对数p和q对应感应电势在理论上可以有不同电回路的特点，对转子导体进行“重复利用”，从而具有较高的利用率和低的谐波含量。采用这种绕组的双馈电动机可以如同常规电机那样运行，只是在需要时才进入变频调速态工作，变频器可采用普通变频器。文中列出了这种新型绕组几种可能的连接方式，并对其工作原理进行了说明，最后，给出了应用这种绕组双馈电机空载下的调速实验结果。