异步电动机笼型转子谐波电流I2R损耗的计算

笼型转子的谐波电流I2R损耗属于杂散损耗的组成部分.笔者在本文中对文献[1]所提出的转子谐波电流I2R损耗的计算公式进行了较详细的推导,以供读者参考.     

用并联电容器减小辐射形配电系统的损耗

减小配电系统I^2R损耗对提高电力传输的总体效率非常重要,I^2R损耗的由支路的有功和无功电流产生,本文介绍了在辐射形配电系统中利用配置电容器减小支路无功电流,使其损耗最小的方法,这种方法首先确定由电容器补偿的一系列节点,然后优化损乱补偿议程决定各节点的电容容量,本方法分别对含15条和33条线线的辐射形配电系统进行了试验观察,结果表明在辐射形配电系统中优化配置电容器可以显著减小I^2R损耗。     

笼型异步电动机空载、满载、杂散损耗及反转法试验

多相笼型异步电动机的负载杂散损耗至今很少是在额定电压和满载下进行测量,因其极难达到所需的测试精度,而大都是用反转试验代替。本文主要论述反转试验是否产生代表性结果的问题,并根据磁密空间谐波和转子电流谐波的一系列新研究,确定杂散损耗可预测到何种程度。为此将定子槽半闭口与开口,转子有变数斜槽与直槽的4极11千瓦多相异步电动机,在空载、满载条件下并用反转试验测量其杂散损耗,同时对直槽电机作了计算。定转子空间谐波与转子电流谐波的理论和实验研究见文献。被研究直槽转子电机杂散耗包括下列各项: 谐波电流引起的鼠笼I~2R杂散耗,转子电流谐波的计算已考虑到定转子槽的影响、与定子槽有关的不同频率电流系统的互耦,特别是当转子谐波场有定子齿基波磁密迭加时由于磁饱和引起的气隙磁漏的减     

降低谐波损耗的异步电机转子槽设计

在变频调速电机的应用中,电源中的高次谐波电流将引起集肤效应,使转子导条电阻及铜损耗增加,这是造成电机效率降低的根本原因,因此必须针对逆变器供电的特殊性设计异步电机。在对国外提出的一种带U形铁心桥的转子槽进行分析的基础上得出确定其尺寸的表达式,并通过电磁场有限元分析来验证,结果表明,这种转子槽能极大降低转子谐波电流、转子谐波损耗。最后,总结出转子槽尺寸与转子导条谐波损耗之间的变化规律,对以后设计该种转子槽具有指导意义。     

三相异步电动机实测负载杂散损耗应注意的问题

0 引言 负载杂散损耗(以下简称杂耗)是指总损耗中未计入定子,I2R损耗、转子I2R损耗、铁耗及风摩耗之和的那一部分损耗,包括(1)负载电流在有效铁心及除导体之外的其它金属件中引起损耗;(2)磁通脉动而产生的电流在电动机的定子和转子绕组引起的损耗.     

关于小型三相鼠笼型异步电动机附加损耗与转矩曲线的计算

小型三相鼠笼型异步电动机的定子绕组在气隙空间产生相带谐波磁场和磁势齿谐波磁场,转子绕组也产生一系列磁势谐波磁场,此外,由于气隙两旁存在齿槽,使气隙不均匀,结果形成磁导谐波磁场,它们在电机的定转子表面及绕组中产生高频附加损耗,还在电机中产生谐波转矩。本文介绍上述磁场的各种表达式,叙述了表面涡流损耗、表面磁滞损耗、脉振损耗、转子谐波电流损耗以及谐波转矩的计算公式。     

径向磁路永磁同步电机转子损耗的实验研究

对变频电源驱动的径向磁路永磁同步电机的转子损耗问题进行了实验研究。实验结果表明电枢绕组谐波电流是产生该电机转子损耗的主要原因。文中对减少转子损耗提出了几项措施。     

集肤效应对笼型异步电机发热及允许转矩的影响

1.转子的集肤效应电流密度的分布与供电频率有密切关系。当供电频率较高时,大部分的转子谐波电流将在槽口邻近的区域内产生较大的挤流效应。例如在基波频率20Hz 和电源品质较好的脉冲电源供电下,在槽口邻近区域内的转子谐波电流引起的电流热损占整个转子热耗的52%左右。除去上述热耗外,转子谐波电流在电阻很小的上笼导条中产生的损耗是很小。     

电动叉车感应电机转子导条运行参数的研究

针对转子导条上的谐波损耗问题,在保持槽面积不变的基础上,对转子槽形进行改进。通过降低转子槽深、降低转子导条上谐波电流的集肤效应的影响、减小导条电阻增大系数,最终减小转子谐波损耗。当电机由非正弦电压供电时,在瞬态场中求解改进前后两种不同槽形转子导条上的谐波损耗,并在涡流场中计算电阻增大系数和电感减小系数。经过有限元软件仿真结果比较,证明改进方法有效。     

过电压条件下谐波磁场对异步电机附加损耗的影响

为了研究过电压条件下谐波磁场对异步电机附加损耗的影响,以一台Y132S-4、5.5kW电机为例,利用时步有限元法研究了过电压下定转子铁心谐波磁密和转子导条谐波电密在额定负载时的变化规律及产生原因,进一步分析其对附加损耗的影响。结果显示,在附加铁耗方面,过电压引起磁路饱和,导致定子铁心轭部、齿身3次谐波磁场和磁导谐波磁场增加,同时受定转子绕组电流降低的影响,由其产生的齿谐波磁场在定转子铁心齿顶区域引起的附加铁耗降低,两者共同作用导致附加铁耗由380V时的44W降低到420V时的35W;在附加铜耗方面,过电压引起角接绕组3次谐波电流及相应定子附加铜耗增加,受转子绕组电流降低的影响,由其引起的齿谐波磁场在转子导条中感生的高频电流及相应附加铜耗降低。通过满载时不同电压下各项损耗进行实测对比,验证了文中分析正确性。     

方波电流和正弦波电流对无刷直流电动机转子温升的影响

针对无刷直流电动机转子温升问题,对电枢方波电流数学建模并进行傅里叶分解,得到各次谐波的幅值比例,这些谐波会在电机转子中产生损耗。为了测定方波电流、正弦波电流以及电机齿槽结构对电机转子温升影响程度,以两台同样11 kW无刷直流电动机组成对拖结构,设计实验分离出额定条件下他们对转子所产生的温升。     

不同驱动方式下永磁无刷电动机损耗及热场研究

针对方波和正弦波两种驱动方式对永磁无刷电动机损耗及温升的影响进行了研究,其中方波驱动下对比分析了3种等效电压相同,不同PWM占空比情况下电动机损耗及温升的不同。仿真了2种驱动方式下电动机的电流,并对电流波形进行了谐波分析。采用一种精确的损耗模型对电机进行了损耗计算,并在此基础上利用解析集总参数热网络法进行了温度场分析,实验结果验证了分析结果。通过研究发现,正弦波驱动下电动机的电流为平滑的正弦波,而方波驱动下的电流中存在显著的时间谐波以及PWM型逆变器带来的载波谐波,造成方波驱动下电动机的转子涡流损耗远大于正弦波驱动的。正弦波驱动下,电机的定转子温升差异并不明显。方波驱动下,电动机的转子温升明显高于定子的,并且随着PWM占空比的降低,定转子的温升差异加剧。     

永磁电动机不同运行条件下的损耗研究

自起动永磁同步电动机,由于其运行条件经常发生变化,致使电机内部的损耗随之改变,为了研究影响其损耗的主要因素及其在不同运行条件的变化规律,在充分考虑谐波磁场与电流的情况下,利用时步有限元方法对电机各部分损耗密度进行了准确计算,从而得到不同电压及负载条件下的定、转子铜耗与铁耗.通过对定子电流、导条电流密度以及铁心磁密的谐波分析,研究了损耗的谐波含量,进而得出了影响永磁电机损耗的主要因素及其在不同运行条件的变化规律,揭示了空间齿谐波磁场对转子损耗的重要影响.通过仿真结果与实测数据进行对比,验证了损耗计算的合理性.     

无刷双馈电机谐波铜耗与铁耗的分析与计算

针对无刷双馈电机谐波含量高、谐波损耗大的问题,提出考虑谐波磁场、谐波电流、集肤效应和旋转磁化影响的BDFM损耗计算模型.基于二维场路耦合时步有限元模型和谐波分析方法,分别建立两种转子铜耗计算模型和三种定转子铁耗计算模型,分析不同计算模型对转子铜耗和定转子铁耗的影响,得到定转子谐波铜耗和铁耗的变化规律.结果表明,转子铜耗模型2以及定转子铁耗模型3更精确;随着控制绕组电压的增加,定转子铜耗先减小后增加,定转子铁耗持续增加;随着负载转矩的增加,定转子铜耗和铁耗均随之增加.通过与一台相似异步电机铜耗和铁耗的电磁设计数据和实验数据的比较,验证了模型与计算结果的正确性.     

铸铝转子异步电机的附加损耗

本文对铸铝转子异步电机附加损耗产生原因,进行了较全面的论述,对横向谐波电流的产生进行重点分析,并就附加损耗对异步电机性能影响进行必要的分析,最后提出降低附加损耗的有效措施。     

转子冲气隙工艺降低杂散损耗的试验

异步电机的杂散损耗对电机的温升、效率和起动性能等均有较大影响。小型异步电机,因为气隙较小,高次谐波磁场的幅值较大,加上铸铝转子,导条与铁心间无槽绝缘,致使谐波在转子中产生横向泄漏电流,因此杂散损耗较大。通常为1～3％的额定功率。如何从设计和工艺上采取有效措施来     

PWM开关频率对转子损耗和温升影响探究

永磁电机转子损耗及温升分析对电机性能与安全非常重要。永磁电机转子损耗主要是由谐波引起的,且脉宽调制(Pulse Width Modulation,PWM)供电下输入电流谐波对损耗影响很大。因此,探究PWM供电对转子损耗和温升影响探究可以为PWM开关频率的选取提供重要参考。为实现上述目的,首先建立了场-路耦合的电机有限元仿真模型,获取了不同开关频率下转子损耗的变化情况。然后,建立了磁-热耦合仿真模型,获取了多个工作点不同开关频率下的转子温升,最终结合电机性能需求和逆变器成本选择合适的开关频率,可以为电机及其控制器设计提供重要参考。     

空压机用高速永磁电机铁心和磁钢损耗的影响因素

高速电机具有电流频率高、定子铁耗和转子涡流损耗大等特点。针对额定功率10 kW、额定转速100 000 r/min空压机用高速永磁电机,对比分析了平行充磁和径向充磁、脉冲振幅调制(PAM)方波驱动和基于SiC的正弦波驱动时对损耗的影响。分析结果表明,平行充磁气隙磁密谐波小,空载定子铁心损耗比径向充磁低约40%;驱动方式对电机损耗尤其是转子损耗影响较大,正弦波驱动时转子损耗几乎可忽略,方波驱动时转子损耗占比可达总损耗的20%。针对方波驱动转子损耗大的问题,在转子表面增加一层铜屏蔽层,分析结果表明可以有效降低转子涡流损耗。对同一台带压缩机负载的高速电机对比测试了2种驱动器控制下的母线输入的有功功率,验证了驱动方式对电机损耗的影响。     

单相异步电动机的槽配合

合理地选择定,转子的槽配合,是一切鼠笼式异步电动机设计中的关键问题之一。如果配合不当,会使电机性能恶化,可能导致附加转矩、附加损耗及振动和噪声的增加,特别是在单相电动机中,还会造成起动转矩随转子位置的不同而发生波动的现象。造成上述电机性能恶化的主要原因是存在谐波磁场。当不计磁路饱和的影响时,单相异步电动机气隙谐波磁场有三种来源:①由定子电流产生的定子谐波磁势;②由定子的基波及高次谐波磁势在转子中感应的电流所产生的转子谐波磁势;③由于气隙磁导不均匀而产生的齿谐波磁导。     

电动汽车充电谐波电流对配电网损耗影响的研究

电动汽车在充电时会在配电网中引入谐波电流,而谐波电流损耗将导致供电质量的下降.为了研究电动汽车充电谐波电流对配电网损耗的影响,利用相关的理论模型从输电线路与配电变压器二个维度分析了电动汽车充电谐波电流对谐波损耗、谐波畸变比以及损耗比的影响,研究了电动汽车充电谐波电流、充电桩台数与配电变压器损耗之间的关联规律.结果 表明:谐波损耗随着谐波含量的增加而增加,在渗透率不变的情况下,充电负荷越多,损耗越小;谐波含量随着充电桩接入台数的增加而下降,当充电桩台数不变时,低频奇次谐波电流占有更多比例,其中以5次谐波较为显著,对变压器损耗贡献较大.