异步起动永磁同步电动机起动特性研究

异步起动永磁同步电动机具有较高的功率因数和效率,同时具有异步起动能力.异步起动永磁同步电动机在起动过程中受到诸如异步转矩、发电机制动转矩、磁阻负序转矩等多个转矩的合成作用,使得电机的起动过程同感应电机相比更为复杂.本文在感应电机的基础上,通过改进其转子设计异步起动永磁同步电动机,并采用有限元法计算和分析其起动过程,最后通过实验对感应电机和异步起动永磁同步电动机进行了比较.     

永磁同步电动机空载铁耗研究

从产生根源出发,对永磁同步电动机空载铁耗进行细致分类。在此基础上,利用有限元法和Bertotti铁耗计算模型,以一台5 k W、3 000 r/min永磁同步电机为例,对正弦波供电永磁同步电动机的空载铁耗分布特性进行分析计算,得到基本铁耗与空载杂散损耗的比例关系以及不同因素所引起的空载杂散损耗分布规律。进而,研究了变频器供电空载电流时间谐波引起的谐波损耗,分析了不同极槽配合对变频器供电永磁同步电机的谐波损耗影响规律。最后,通过多台样机的空载铁耗试验,验证了计算的正确性。     

基于变极绕组的异步起动永磁同步电动机起动性能研究

异步起动永磁同步电动机(line-start permanent magnet synchronous motor,LSPMSM)因具有较高的效率、功率因数和转矩密度,因此在很多应用场合中远优于感应电机,但其应用又受限于较差的起动转矩和牵入同步能力。该文中设计了一种变极式异步起动永磁同步电机,其定子绕组采用新型的6/8变极绕组结构。通过对常规8极异步起动永磁同步电动机和变极异步起动永磁同步电动机工作原理的分析,以及利用二维有限元法比较分析起动过程中两电机的发电制动转矩、波动转矩、空载反电势及堵转转矩,其结果表明,6/8变极异步起动永磁同步电动机能够从根本上有效抑制发电制动转矩和波动转矩,显著提高了电机的起动能力。     

新型三绕组并联式异步起动单相永磁同步电动机稳态性能分析

对于三相感应电动机的单相运行,学者们已经提出了多种实用的接线方式,比如Smith接法、SEMIHEX接法。然而,对于三相异步起动永磁同步电动机的单相运行,很少有合适的接法提出。将并联式接法应用于三相异步起动永磁同步电动机的单相运行,提出了一种新型三绕组并联式异步起动单相永磁同步电动机。分析了三相异步起动永磁同步电动机同步运行时以及起动瞬间的正序、负序阻抗,基于对称分量法,对该接法电机的对称运行条件进行分析,得出了电容的确定方法,并利用遗传算法对电容值进行优化。提出了该新型电机稳态性能的计算方法;设计了一台高功率因数和一台低功率因数三相异步起动永磁同步电动机作为样机,并分别将其改接为三绕组高效单相永磁同步电动机,进行实验研究。实验结果表明,低功率因数的异步起动永磁同步电动机更适合改接成新型三绕组并联式单相永磁同步电动机。由低功率因数三相永磁同步电动机改接成的单相异步起动永磁同步电动机在额定负载下运行时,具有与同容量三相永磁同步电动机相近的效率和更高的功率因数。     

低谐波绕组异步起动永磁同步电动机空载特性分析

介绍了低谐波绕组原理,并以一台55kW电动机为例,建立求解低谐波绕组异步起动永磁同步电动机的二维瞬态场有限元模型,准确计算了电动机空载特性。并与采用常规绕组的永磁同步电动机分析结果比较,结果表明低谐波绕组对异步起动永磁同步电动机具有降低谐波幅值的作用。     

三相异步起动永磁同步电动机起动特性

针对永磁电机牵入同步困难的问题,依据永磁电机基本原理和电磁场理论,对异步起动永磁同步电动机的起动性能进行了研究。以一台18．5kW6极切向式三相异步起动永磁同步电动机为例,建立永磁电动机起动过程的数学模型,给出了求解域和假定条件下的有限元方程,采用场路结合法计算了异步起动永磁同步电动机的瞬态电磁场,分析了样机的起动过程及隔磁磁桥尺寸变化和绕组排列不同对电机起动性能的影响。通过样机对模型仿真分析可知,样机具有较好的起动性能,能快速牵入同步转速,采用单双层绕组时起动性能要比采用双层绕组时的起动性能好;隔磁磁桥尺寸对电机的起动性能影响很大,其过大或过小都会使起动性能变差,不利于牵入同步转速。     

132kW异步起动永磁同步电机设计与研究

由于三相异步起动永磁同步电动机具有高效率、高功率密度和高功率因数等优点,在高效节能场合的应用日益广泛.文章以110 k W三相感应电机增容改造为132 kW三相异步起动永磁同步电动机的设计为例,从气隙长度、永磁体和转子槽形的设计几方面入手,进行电机的设计、分析和计算,为同类电机增容改造提供了参考.     

确定堵转参数的时步有限元仿真堵转试验方法

异步起动永磁同步电动机堵转参数包括堵转转矩和堵转电流,是评价电机起动性能的重要指标。针对异步起动永磁同步电动机堵转参数计算不准的问题,在分析了堵转时电机各转矩分量的基础上,采用时步有限元仿真电机的堵转试验,并通过合理地处理堵转参数曲线,得出电机的堵转参数。分别计算了5台异步起动永磁同步电动机的堵转参数,对比试验值,堵转转矩误差在10%以内,堵转电流误差在15%以内,证明了该计算方法可以满足工程需要。     

异步起动永磁同步电动机起动过程中永磁体平均工作点的解析计算

针对采用时步有限元法研究异步起动永磁同步电动机起动过程中永磁体工作点的变化时存在计算时间长、不适合电机设计阶段的快速计算的问题,通过将异步起动永磁同步电动机的动态数学模型和磁路计算模型结合,建立了异步起动永磁同步电动机起动过程中永磁体平均工作点的解析计算模型。利用该解析计算模型计算了3台样机起动过程中永磁体平均工作点的变化,分别得到了电机起动过程中最大退磁磁场出现时的永磁体平均工作点和电机稳定运行时的永磁体平均工作点。通过与有限元法的计算结果作比较,验证了该解析计算模型的准确性,可为该类电机的快速设计提供参考。     

新型两极异步起动混合永磁同步电动机研究

与异步起动钕铁硼同步电机相比,异步起动混合永磁同步电机在保证起动性能和稳态性能的情况下,具有制造成本更低的优势。然而异步起动混合永磁同步电机在起动过程中,铁氧体存在较大的不可逆退磁风险,这是该类电机在设计上需要特别注意的地方。本文以一台3kW两极异步起动混合永磁同步电动机为例,采用瞬态有限元仿真的方法分析导条均匀分布的常规转子结构和导条非均匀分布的新型转子结构下电机的起动和同步运行性能,并重点研究电机在起动过程中的退磁情况。最后将新型转子结构下的异步起动混合永磁同步电动机与异步起动钕铁硼同步电动机以及工业异步电动机进行综合比较。结果表明,新型转子结构下铁氧体的抗退磁能力较强,且该结构下的异步起动混合永磁同步电动机具有较优的性价比。     

高压高效三相异步电动机空载附加损耗分析与计算

对高压高效三相异步电动机空载附加损耗产生的原因以及计算方法进行分析。并以一台1000k W电动机为例,建立求解高压高效三相异步电动机的二维瞬态场有限元模型,准确计算了电动机空载运行时的气隙磁密。在二维瞬态场计算结果的基础上,计算电机空载运行状况下的附加损耗。最后通过铁耗分离试验得到电机空载附加损耗的试验值,并与计算值进行对比分析,验证了该计算方法的准确性。     

异步起动永磁辅助式磁阻同步电动机研究

异步起动稀土永磁同步电动机面临制造成本的挑战。如何在保证电机性能的前提下,用低成本的铁氧体替代钕铁硼永磁材料,是异步起动永磁同步电动机研究中的一个重要课题。本文研究异步起动铁氧体永磁辅助式磁阻同步电动机,首先介绍永磁辅助式磁阻同步电动机的最大磁阻转矩原理,接着分析其起动特点,最后构建30 kW永磁辅助式磁阻同步电动机模型并进行仿真分析。     

变频调速永磁同步电动机设计特点

提出二种永磁同步电动机异步起动转矩的计算方法，并与通常采用的方法作了比较。对变频调速永磁同步电动机起动方法作了分析。最后为改善低频起动和牵入性能，对这类电机的设计提出了一些看法。     

变频调速永磁同步电动机设计特点

提出二种永磁同步电动机异步起动转矩的计算方法,并与通常采用的方法作了比较。对变频调速永磁同步电动机变频起动方法作了分析。最后为改善低频起动和牵入性能,对这类电机的设计提出了一些看法。     

基于改变定子齿槽参数的异步起动永磁同步电动机齿槽转矩削弱措施研究

齿槽转矩是永磁电机的共有问题,是该类电机设计中需要重点考虑的问题之一。异步起动永磁同步电动机能够利用笼型转子产生的异步转矩实现自起动,齿槽转矩的存在会对电机的运行产生不利影响。研究了通过改变定子齿槽参数削弱异步起动永磁同步电动机的齿槽转矩,分别推导了改变定子齿宽、定子不等齿宽配合及定子不等槽口宽配合时的齿槽转矩解析表达式,给出了相应地能有效削弱电机齿槽转矩的定子齿槽参数确定方法。有限元计算结果表明,上述措施能有效削弱异步起动永磁同步电动机的齿槽转矩,并且不会对电机性能产生较大影响。     

新型变极起动永磁同步电动机的参数计算及转矩分析

异步起动永磁同步电动机因其有较高的效率、功率因数和转矩密度而在高效节能场合的应用日益广泛,但由于其结构特点,在起动过程中定转子极数相同,会存在较大的发电制动转矩和脉动转矩,使得在起动过程中的最小转矩变小,严重影响电机的起动能力。该文基于一种新型6/8变极起动永磁同步电动机,实现起动时定子绕组6极、转子永磁体8极,以有效地削弱发电制动转矩和脉动转矩,提高起动能力;待一定时刻,定子绕组切换成8极完成牵入同步稳定运行。分别对该变极起动电机6极状态和8极状态下的电抗参数、磁场、转矩进行了分析及计算,得到6极起动情况下的各转矩分量-转速曲线,并与常规8极异步起动永磁同步电动机进行比较。结果表明,对于该变极起动电机6极起动过程中发电制动转矩和脉动转矩得到了有效地抑制,显著提高电机起动能力。最后,通过二维有限元模型仿真,以及对样机发电制动转矩的测量和空载起动实验,有效地验证了其正确性。     

稀土永磁同步电动机异步软起动研究

介绍了异步软起动高效稀土永磁电动机的原理、结构及研制过程。对普通异步起动稀土永磁同步电动机在使用过程中存在的起动电流大、振动大、起动困难等问题加以剖析和研究,并提出对策。异步软起动高效稀土永磁电动机在保持普通异步起动稀土永磁同步电动机高力能指标的同时其起动性能也得到较大的改善。     

单相自起动永磁同步电动机仿真与分析

采用磁路计算与有限元分析相结合的方法,设计了一台220 V、55 W、额定转速3 000 r/min的单相自起动永磁同步电动机。借助电磁场有限元分析软件,对电机空载磁场、反电势、电机负载性能及电机起动过程进行了仿真分析。设计达到预期效果,对单相自起动永磁同步电动机的设计与仿真具有一定的参考价值。     

基于SEMIHEX接法永磁同步电动机单相运行稳态性能

为了更加全面深入地研究SEMIHEX接法的优越性,将该接法应用于异步起动三相永磁同步电动机的单相运行上。首先,给出了异步起动永磁同步电动机同步运行时以及起动瞬间的正序、负序阻抗表达式,并且基于对称分量法,对该接法电机的对称运行条件进行分析;然后,提出了单相运行时的稳态性能计算方法;最后,设计了一台异步起动永磁同步电动机作为试验样机,将其按照SEMIHEX接法进行改接,进行了稳态试验研究。结果表明,三相永磁同步电动机采用SEMIHEX接法单相运行时,具有与同容量三相永磁同步电动机相近的效率和更高的功率因数。因此,可以在实际应用中设计较低功率因数的异步起动永磁同步电动机,采用SEMIHEX接法单相运行时,在电路中接入电容器,来提高功率因数。     

稀土永磁同步电动机异步软起动研究

介绍了异步软起动高效稀土永磁电动机的原理、结构及研制过程。对普通异步起动稀土永磁同步电动机在使用过程中存在的起动电流大、振动大、起动困难等问题加以剖析和研究,并提出对策。异步软起动高效稀土永磁电动机在保持普通异步起动稀土永磁同步电动机高力能指标的同时其起动性能也得到较大的改善。