异步电机高频杂耗的自适应时步法有限元计算

异步电机杂散损耗的准确计算是一个十分困难的问题。本文论述了对非斜槽异步电机高次谐波杂散损耗的计算方法。文中采用的数学模型把电磁场有限元方程与电路方程耦合在一起,当输入电压波形给定后,电机中的之流和磁密波形可通过时步法直接求得。根据计算所得的高次谐波电磁场,就可进一步计算出高次谐波杂散损耗。计算结果通过样机试验得到验证。在计算中采用了自适应时间步长的方法,并首次提出了一种估计局部截断误差简单实用的方法。     

基于SVPWM的时间谐波对永磁电机损耗的影响

针对在变频器驱动永磁电机因时间谐波引起的附加谐波损耗大小及分布问题,对基于SVPWM变频器电路输出的电流波形,采用傅里叶计算方法,分析不同变频器参数下的各次电流时间谐波分布规律及波形畸变程度,与SPWM对比发现SVPWM优化谐波程度高,且直流母线电压利用率较优。以一台5kW、3000r/min表面式永磁同步电动机为例,运用场路耦合联合仿真方法,研究附加谐波损耗在永磁电机中的分布特性,计算电机定子铁心各区域的磁通密度变化情况,附加谐波损耗以永磁体涡流损耗为主,其次集中于定子齿顶。参考电机损耗计算的国家标准搭建样机试验平台,通过有限元计算与试验结果的对比分析,校核附加谐波损耗计算结果。     

基于自抗扰的永磁同步电机附加谐波损耗抑制方法

针对永磁同步电机在变频器供电时,由时间电流谐波所引起的附加谐波损耗过大及难以在电机初始设计时被考虑到的问题,采用场路耦合联合仿真模型来计算电机的附加谐波损耗,并以4台现有的表贴式永磁同步电机为例,通过实验验证了场路耦合联合仿真模型的有效性,为电机设计之初附加谐波损耗的选取,以及后续温升的计算提供了前期计算的方法。同时提出一种基于自抗扰技术的附加谐波损耗抑制方法,设计一种适用于永磁同步电机矢量控制的自抗扰控制器,并从理论上验证了自抗扰控制器对于时间电流谐波的抑制作用,以及针对自抗扰控制器参数众多调参困难的问题,给出一种参数整定方案。最后通过引入所设计的自抗扰控制器,对电机的时间电流谐波进行计算和分析,使电机的附加谐波损耗降低了68.1%,为同类型电机的附加谐波损耗抑制提供了一种有效的方法。     

新型多星形移相变极电机中定子绕组附加环流损耗的计算方法

主要提出了新型多星型移相变极电机定子绕组附加环流损耗的实用计算方法,分析了定子绕组支路不平衡时支路电流的分布情况,计算了样机定子绕组附加环流损耗,并与实验结果相比,证明计算方法的正确性.同时研究了负载及支路不平衡度大小对定子绕组附加环流损耗的影响,得到有益的结论.     

逆变器供电的笼型异步电动机中损耗和效率计算

从谐波分析出发,用路的方法研究了逆变器供电情况下笼型异步电动机的损耗、效率及功率因数的计算。提出了谐波杂散损耗的计算公式,推导了计算谐波铁耗的方法,並将计算结果与实测数据进行了比较。     

计算铁心附加损耗系数的公式推导及其验证

阐述了铁心空载损耗产生的原因，分析推导了二片一叠铁心附加损耗系数的计算公式，给出了不同结构铁心附加损耗系数的计算式，并通过实例加以验证。     

三相电流不平衡及谐波对电网损耗的影响分析

随着经济和社会的发展,电能质量越来越引起人们的重视。考量电能质量对电网损耗的影响能使人们准确认识其所产生的危害并据此提出合理的方案进行整改治理,具有重要意义。运用等效电阻法,首先通过理论推导出电流不平衡所引起的损耗计算公式;其次利用叠加原理推导出谐波条件下所引起的损耗计算公式;最后综合考量二者同时存在时所引起附加损耗,并对每一部分都进行仿真验证。结果表明当电流不平衡与谐波同时存在时,所引起的附加损耗大于二者单独存在所引起的附加损耗之和,仿真验证也予以证实。     

三相桥式整流电路中谐波电流的计算新方法

提出了一种实用的新方法来计算三相桥式整流器所产生的谐波电流。本方法考虑了交流侧电抗及电网中存在的谐波电压,导出了交直流两侧谐波电流的计算公式。计算与实测结果表明,本方法准确实用。     

谐波标准下的配电网理论线损研究

为了准确计算电网理论线损,考虑谐波环境下趋肤效应对阻值的影响,结合等值电阻法,对传统理论线损计算公式进行修正。运用提出的修正式子,通过两个算例,验证谐波对10 kV及以下配网理论线损的影响。算例一根据《GB/T 14549—1993电能质量公用电网谐波》中规定的公共连接点PCC注入谐波电流的允许值,计算某地区电网由谐波标准规定允许的谐波含量所造成的额外损耗;算例二根据实测数据计算出某加工厂380 V侧线路损耗。有效分析了谐波含量对配电网线损的影响,证明了将谐波造成的额外损耗计入理论线损中的必要性。     

一种计算永磁同步电机附加损耗的方法

针对永磁同步电动机和三相异步电动机空载损耗不同的特点,提出一种由试验结果计算附加损耗的方法,与样机的实测数据相比达到足够的精度,从而证实该方法的有效性。     

Stray load loss analysis of induction motor-comparison of measurement due to IEEE standard 112 and direct calculation by finite-element method

The purpose of this paper is to specify the main components of the stray load loss of induction motors from both results of measurement and analysis. The IEEE standard 112 Method B is applied to the cage induction motor for the measurement of the stray load loss. On the other hand, the losses generated at the stator core, the rotor core, and the rotor cage are calculated directly by the finite-element method considering the magnetic saturation and the harmonic fields, which vary due to the load condition. The measured and the calculated torque, losses, and efficiency agree well. It is clarified that the main parts of the stray load loss in the case of the analyzed motor are the increase of harmonic losses due to load, which are the harmonic Joule losses of the rotor cage and the harmonic core losses of the stator and the rotor. The relationships between the losses separated by the measurement and the losses calculated directly by the finite-element method are also clarified.     

电动机损耗的比例变化规律及其对策

三相交流电动机的损耗可分为铜耗、铝耗、铁耗和杂散耗、风摩耗,前4种为发热损耗,其总和称为发热总损耗。阐述当功率从小到大变化时,铜耗、铝耗、铁耗、杂散耗对发热总损耗的比例变化。通过实例,铜耗和铝耗占发热总损耗的比例虽有波动,总体上由大变小,呈下降趋势。而铁耗杂散耗相反,虽有波动,总体上由小变大,呈上升趋势。功率足够大时,铁耗杂散耗超过了铜耗。有时杂散耗还超过了铜耗、铁耗,成为发热损耗的第一因素。再分析Y2电动机,以及观察各种损耗对总损耗的比例变化,揭示的规律类似。认识上述规律,得出不同功率电机降低温升和发热损耗的侧重点不同。对小电机,首先应降低铜耗;对中大功率电动机,应侧重降低铁耗杂散耗。认为"杂散耗比铜耗、铁耗要小得多"的观点是片面的。特别强调,电动机功率越大越要注意降低杂散损耗。中大容量电动机采用正弦绕组来降低谐波磁势及杂散耗,效果往往很好。而降低杂散损耗的各种措施,一般不需要增加有效材料。     

变频器供电三相异步电动机的发热试验研究

变频器供电的电源电压和电流是非正统的，存在着高次谐波，由此引起了附加铜损耗、附加铁损耗及谐波杂散损耗。由变频器供电的三相异步电动机在额定负载下连续运行的稳定温升要比电网直接供电情况下要高，本文通过试验去研究它们温升的高低。     

Harmonic Analysis and Loss Comparison of Microcomputer-Based PWM Strategies for Induction Motor Drive

The results presented in this paper were specially chosen to provide a comparative basis for assessing the performance of induction motor drive operating on PWM strategies that have been suitably modified to facilitate real-time implementation using microcomputers. The comparison is made for harmonic copper loss with and without skin effect, end leakage losses, and stray load losses. The simulation results confirm that for low speed operation, Selective Harmonic Elimination (SHE) Technique is unsuited. The regular sampled strategies, in general, are superior to harmonic elimination technique in low and mid frequency range, and associated harmonic losses could be as low as one fourth of the losses occurring with SHE strategies. Sensitivity of the optimal regular sampled strategies for relative phase shift is also investigated. Reduction of 6% in harmonic copper losses occurs for phase shift of 180 at modulation depth of 1.2. teaching tool, and its open architecture would permit the expansion to customize specific requirements. More importantly, users can get     

新型高效低谐波绕组设计

介绍一种新型高效低谐波绕组,初步分析了该绕组磁势谐波的特点。采用有限元方法进行电磁场分析,表明新型高效低谐波绕组电机可以有效降低电机谐波,改善电机磁场分布。通过样机制造和电机试验,证实了新型高效低谐波绕组电机杂散损耗大幅度减小,电机温升显著降低。     

无相带谐波的六相绕组

分析六相双星形互移30°电角度绕组的谐波规律。采用不等匝同心线圈的六相双星形绕组,符合理论匝比时,这些同向的谐波本身为零,合成后也为零,即相带谐波全部为零。同时介绍了此类绕组的排列,理论匝比及其特点。不等匝同心绕组,比双层短距(11/12)绕组及星三角正弦绕组,更能削弱这些同向的谐波。由于谐波含量更低,电机内磁势波形好,因而电机的杂散耗小,振动噪声小,有利于改善电机性能。     

基于二维解析法的光滑表面实心转子感应电机附加损耗的研究

在普通异步电机中，由于附加损耗数值较小，通常按总功率的5%粗略估算。在实心转子感应电机中，附加损耗中的表面涡流损耗数值远大于普通笼型感应电机，不但成为实心转子感应电机附加损耗的主要部分，而且是造成这种电机效率低、电机过热的重要原因，限制了该类电机的应用和发展。文中运用二维解析法及坡印亭定理对实心转子的表面涡流损耗进行了计算，与试验结果比较显示，理论计算在小转差范围(0~0.2)内取得了与实际较为一致的结果，并分析了大转差下产生偏差的原因。在小转差(s=0.107)运行状态，对定子槽口宽度变化和气隙长度变化对转子表面涡流损耗影响进行仿真计算。结果表明，改变槽口宽度对该种电机转子的表面涡流损耗影响不明显，随着气隙长度的增加，附加损耗曲线分为快速下降，缓慢下降两段。在曲线缓慢下降段综合考虑选取气隙长度是合适的。     

Stray load loss efficiency connections

This paper deals about the stray load loss efficiency in electrical machines. Induction motors are the most commonly employed electrical machines, in industries. When examining the losses of an induction machine, it is possible to identify the "conventional" losses that include stator and rotor conductor losses, magnetic core loss, frication and windage loss. However induction motors also have an additional power loss component termed "stray load loss" (SLL) which is caused by practical nature of the machine. However, SLL is very significant part of overall losses that may have a big influence on the temperature situation of the motor. The evaluation of SLL in induction motors is an important part of the efficiency estimation process. The use of calorimetry precisely determines the stray load loss.     

谈如何降低三相交流电机的谐波磁势

论述了电机谐波的危害,低谐波绕组的原理,对优化单双层绕组进行了谐波分析与计算,并举例进行了说明,有力地证明了优化单双层绕组是一种低谐波绕组,能最大限度地减少磁势谐波的幅值,从而改善磁势波形,降低杂散损耗,可使铁心缩短,节约材料,提高电机效率。     

Iron Loss Analysis of Permanent Magnet Motors Fed by PWM Inverter

Carrier harmonic losses that consist of iron loss, eddy current loss, and ac copper loss are produced in a permanent magnet machine driven by a PWM inverter. It is already known that a higher motor inductance can lead to lower carrier harmonic losses. This paper investigates the carrier harmonic loss composition of two motors with identical dimensions but different inductances. The results of finite element analysis (FEA) showed that the eddy current loss in the iron core accounts for most of the carrier harmonic loss. It is also shown that the carrier harmonic loss of the iron core is quantifiable using theoretical calculations.