潜油电机端部漏抗的分析与计算

为准确计算潜油电机定、转子端部漏抗,基于三维有限元法,在充分考虑定转子隔磁段影响的前提下,提出了潜油电机定转子端部漏抗标么值的计算方法,并与传统异步电动机设计方法相比较。该计算方法物理模型简单,得到的潜油电机工作性能更符合实验数据,有效提高了设计准确度。     

隔磁段对潜油电机漏抗影响的实验验证

针对隔磁段漏抗对潜油电机性能参数的影响,在电机特殊结构的基础上,建立了隔磁段的三维有限元数学模型,通过求解其磁场储能得到隔磁段处漏磁对应的漏抗.设计制造了模拟实验样机,实例对比直接验证了计算方法的准确性和可行性,表明了隔磁段漏抗对电机各性能参数均有较大的影响,在今后潜油电机的设计中必须予以考虑.     

潜油电机设计方法研究及验证

潜油电机是一种立式工作的特殊三相异步电动机,其结构细长,定转子采用分段结构,每两段定转子之间分别装有隔磁段和扶正轴承.显然普通三相异步电机的设计方法难以适用于潜油电机.修正了潜油电机端部漏抗和隔磁段漏抗的计算方法,并采用流体力学的基本理论,推导出了转子与润滑油之间的油摩损耗的计算公式,计算了扶正轴承中的涡流损耗,改进了潜油电机的设计方法.设计制造了两台样机,一台装有隔磁段,另一台没有隔磁段,旨在考核分段处结构对电机电磁参数和性能指标的影响.实验结果验证了所改进设计方法的正确性,同时得到隔磁段对电磁参数和性能存在较大影响,设计时应充分考虑.     

双屏蔽电机定子端部漏抗计算及其影响分析

针对双屏蔽电机端部结构件复杂,端部漏抗难以计算的问题。采用三维有限元数值解法对双屏蔽电机端部漏抗进行计算,利用端部漏抗计算结果采用二维场路耦合有限元法对双屏蔽电机性能进行计算,并将计算结果与实测值进行对比。在此基础上,分析了解析法在计算端部漏抗时产生误差的原因以及解析法的计算误差对电机性能计算的影响。计算结果表明:利用数值法计算端部漏抗得到的电机性能与实测值更接近,与数值法相比,由解析法计算误差引起的起动电流倍数和起动转矩倍数相对误差可分别达到11.75%和20.48%。计算结果为双屏蔽电机设计及计算提供了更准确的参考依据。     

大功率潜油电机的设计及模拟实验样机的制造

针对潜油电机的特殊结构,研究其定转子分段的特点对电机设计及性能的影响.通过求解三维磁场得出隔磁段所引起的漏抗,对转子冲片巧妙设计以起到斜槽的作用,在电机局部的设计计算上采用了辛普森算法和分层算法等方法,改进了潜油电机的设计方法并在此基础上设计制造了模拟实验样机,分析实验结果表明改进后的设计方法正确可行,对于提高此类电机的设计精度具有重要意义.     

潜油电机转子三维温度场分析与计算

5针对结构特殊的潜油电机工作时温度无法测量的问题,通过对其一个转子单元的部分铁心及半个扶正轴承建立三维有限元模型;利用流体力学及传热学原理,结合潜油电机特殊的油路冷却循环系统,计算了气隙中绝缘油与转子铁心表面和空心转轴中润滑油的对流换热系数;根据计算电磁场求解出的热源,结合相关系数,对其转子三维稳态温度场进行了求解,得到潜油电机转子和相关部件的温度分布.同时将本文与其他方法计算结果进行对比分析,证明计算模型和方法的准确性.     

电机槽漏抗的有限元分析

定子绕组槽漏抗是电机的一个重要电磁参数，在一些大型电机设计中，准确计算电机的槽漏抗是必要的，实测表明，传统的设计公式得到的槽漏抗值偏小，本文通过磁场分析来计算电机的槽漏抗，能计及电机磁路及导体的实际布置，求出两维磁场分布，进而得到合理的漏抗值。Sereen-Mesh软件被应用于磁场分析中，运用有限元网络自适应技术，使新的槽漏抗计算方法在精度和经济性上都能满足工程实用的需要。     

潜油电机隔磁段涡流损耗的计算

为准确计算潜油茁机隔磁段处的涡流损耗,基于三维有限元法,充分考虑隔磁段的结构特点,建立了隔磁段涡流场的数学模型,提出用试探法确定模型边界,并对机壳进行建模。计算了隔磁段中的涡流损耗,并得到隔磁段尺寸与损耗的关系。对一台50kW的潜油电机进行了实例计算,与不考虑睁磁段损耗时的效率进行对比,算例验证了所建模型的正确性。     

三相感应电机定子端部漏感计算方法的对比分析

定子端部漏感是定子漏感参数的重要组成部分,准确的端部漏感计算是电机过渡过程分析和高性能电机控制的关键。利用能量法、Boit-Savart定律、矢量磁位法对喇叭口形、半椭圆形以及半矩形绕组端部漏感进行计算,并与试验测试结果对比,分析得到不同形状端部漏感最合适的计算方法。分析结果表明,喇叭口形绕组端部漏感宜采用矢量磁位法计算,半椭圆形绕组端部漏感宜采用能量法计算,半矩形绕组端部漏感宜采用Boit-Savart法或矢量磁位法计算。     

电机槽漏抗的有限元分析

定子绕组槽漏抗是电机的一个重要电磁参数。在一些大型电机设计中,准确计算电机的槽漏抗是必要的。实测表明,传统的设计公式得到的槽漏抗值偏小。本文通过磁场分析来计算电机的槽漏抗,能计及电机磁路及导体的实际布置,求出两维磁场分布,进而得到合理的漏抗值。 Sereen-Mesh软件被应用于磁场分析中,运用有限元网格自适应技术,使新的槽漏抗计算方法在精度和经济性上都能满足工程实用的需要。     

3Y/3Y变极电机的绕组设计和转子槽漏抗计算法

针对36槽4／6极3Y／3Y变极电机绕组三支路感应电动势不平衡的问题,基于分裂线圈法,给出了绕组排列的新方法,确定了线圈分裂比。考虑转子导条集肤效应和磁场不同分布,采用正弦时变有限元法和能量法计算了不同极数下起动时和不同负载时的转子槽漏抗。通过绕组的重新排列和线圈分裂比的恰当选取,绕组的利用率得到提高,转子槽漏抗随负载增大而减小,与传统方法和实测值相比,考虑各转子槽饱和与分布不均匀的转子槽漏抗计算方法更加合理。     

潜油电机整体三维温度场耦合计算与分析

为了研究井下工作的潜油电机各个部件温度分布情况,考虑潜油电机特殊的结构建立了包括电机定转子、扶正轴承、隔磁段、轴向范围内的气隙间润滑油、机壳以及机壳外流动原油在内的整体三维模型,依据数值传热学及流体力学相关理论,根据电磁计算求解得出YQY-143系列40kW电机的热源,采用有限体积方法利用耦合传热边界条件求解该电机的三维稳态温度场,得到电机整体的温度分布云图,并分别提取电机各部分最高温度。将计算结果与利用有限元方法所得计算结果进行对比分析,对比结果表明两种方法计算所得电机各部分温度相一致,证明计算方法及结果准确性。电机各部分最高温度值符合该系列电机绝缘等级的要求。     

潜油螺杆泵直驱细长永磁电机转轴扭曲对电磁转矩影响分析

针对潜油电机在负载运行时,其细长的电机转轴发生许用扭转变形导致输出转矩下降、电流上升等问题,推导许用扭转角与电磁转矩削弱系数的解析表达式,建立细长转轴扭转角与电磁转矩下降的定量关系曲线,为潜油螺杆泵机组故障原因提供了理论依据。研制单元组合式永磁直驱潜油电机,对其细长转轴进行3D有限元扭转变形应力分析。基于转轴扭转变形结果建立电机2D和3D斜极等效有限元模型,进行机械应力场和电磁场耦合计算,得出电机电磁转矩的下降情况。研制样机进行单元电机组合运行试验,验证了转矩削弱系数表达式的正确性。     

磁性槽楔对高压感应电动机电磁参数和性能的影响

针对传统方法很难定量分析磁性槽楔对电机性能影响的缺点,提出采用场-路-运动耦合时步有限元分析磁性槽楔影响的方法.以一台使用磁性槽楔的710 kW的高压感应电机为例,通过建立二维瞬态场数学模型,准确计算了气隙磁密分布、槽漏抗及附加损耗等电磁量,并在此基础上,深入分析磁性槽楔相对磁导率的变化对电机电磁参数、相电流、转矩和径向电磁力等的影响.计算结果表明,磁性槽楔可以有效减小气隙磁密中的谐波含量,降低表面损耗和径向电磁力波.     

基于电势法求解稀土永磁电机的同步电抗

本文运用有限元方法分析一台800W稀土永磁同步电动机内部电磁场的分布情况,并在传统的计算电枢反应电抗的基础上提出了一种基于电势平衡方程式的计算方法,本文称之为"电势法".文章还运用直接负载法测定出样机在不同负载下的同步电抗参数,验证了"电势法"的正确性.