直线感应电机的特殊次级结构推力特性研究

短初级、长次级的直线感应电机,因其可靠性高、结构简单、控制方便,广泛应用于城市轨道交通系统。针对直线电机磁场复杂、边缘效应明显等缺点,参考旋转感应电机理论,提出适合直线感应电机运行的一种特殊结构的栅格型次级。通过对栅格型次级等效电路的分析,详细推导出电机主要参数的计算公式,并且分别从三维有限元分析模型仿真、样机实验两方面进行了验证。结果表明,栅格型次级能规范感应涡流的路径、消除直线感应电机的第二类横向边缘效应、提高直线电机推力特性。并且验证了采用等效电路法分析直线电机的有效性和实用性,为准确计算特殊次级结构的直线电机提供了理论与实践依据。     

次级断续时直线感应牵引电机的分段式等效电路与特性分析

提出分段式等效电路模型,分析了次级断续时直线感应牵引电机特有的电磁现象及其特性.首先,建立次级断续时直线感应电机的物理模型,根据初级、次级的耦合情况将初级通过断续区域的过程分为九个阶段.其次,提出分段式等效电路模型,分析次级断续时等效电路参数的变化情况.然后,考虑初级铁心有限长、横向和纵向端部效应、趋肤效应和初级半填充...     

多定子直线感应电机模型及间接矢量控制算法

针对多台定子(N≥2)上下并联布置共用一个次级结构的多定子直线感应电机,采用电压/电流空间矢量及其向量形式建立电机等效电路模型及其控制器模型。借助于控制器模型中电机次级动子板输出的机械功率,得到多定子直线感应电机输出电磁推力的计算表达式,并推导出适用于多定子直线感应电机的间接矢量控制方程。将该模型和控制算法应用于某型轨道交通列车试验线,实验结果表明,列车启动阶段速度超调量不超过1.10%,验证了理论分析的正确性。     

轨道交通用大功率直线感应电动机的设计及特性计算

针对轨道交通用大功率直线感应电动机,采用改进的T型等效电路模型进行了电机设计及特性计算,设计中考虑了电机的端部效应、端部半填充槽、次级反应板集肤效应等特殊结构问题.并据此设计制作了样机,样机实验结果与设计结果吻合.同时也给出了不同气隙下电机特性的计算结果.     

次级断续时直线感应牵引电机的等效电路

直线感应电机作为轨道交通车辆的牵引电机,在道岔、转弯等路段会出现次级感应板缺失的情况,次级连续时的等效电路不再适用.针对此特殊工况,提出一种基于气隙磁通密度的分布模型,考虑次级断续的等效电路.首先,建立直线感应电机次级断续时的分析模型,根据初、次级耦合情况把断续工况分成三个阶段.然后,利用线性近似化法修正随耦合区域长度变化的初级漏感、励磁电感等参数.结合气隙磁通密度分布模型与次级断续工况,考虑纵向端部效应的影响,修正励磁支路上的励磁电感和表征端部效应涡流损耗的等效电阻,推导出三个阶段的等效电路来表示初级通过次级感应板断续区域这一动态过程.最后,根据等效电路求出电机推力和效率的动态变化曲线,并与实验台的测量结果对比,验证了所提等效电路的正确性.     

低频直线感应电机次级结构的设计与分析

直线感应电机结构简单、成本低、应用范围广。在低速运行时,运行频率很低,此时次级结构的改变将使得电机的最大推力点产生偏移。该文采用等效电阻率,基于集中参数等效电路,计算次级采用不同结构与不同材料时的推力特性,分析从低频到高频范围内频率对推力的影响,得到优化结果,并通过有限元模型进行验证。最后,通过一台样机实验,验证了分析模型的正确性。研究结果为低频直线感应电机的次级优化设计提供了参考依据。     

栅格次级双边直线感应电机特性

分析了长初级双边型直线感应电机(DSLIM)无铁心栅格次级中感应涡流稳态特性,推导出直线感应电机栅格次级电阻、漏感计算公式,提出一种考虑次级端部导条电阻和纵向边端效应的栅格次级DSLIM等效电路,利用场路联合方法简化了栅格次级DSLIM有限元分析模型。计算并测试对比了栅格次级和平板次级在同一初级下的堵转特性,验证了等效电路和场路联合两种计算方法的正确性。结果表明,栅格次级能消除直线感应电机的第二类横向边端效应、规范气隙横向磁场、提高电机力功比。     

采用不同次级结构的单边直线感应电机性能分析

为研究直线感应电机特性受次级的影响程度,采用瞬态有限元方法对四种不同次级材料和结构的直线感应电机进行了分析,并对四种直线电机的堵动特性及机械特性进行了对比。分析结果表明,钢铜平板复合结构的直线感应电机在相同电负荷时,具有较大的电磁推力输出和较小的法向力,是应用于直线轨道交通的最佳选择。     

电磁弹射用变极距直线感应电机设计研究

根据舰载机弹射器弹射具体指标,分析变极距长初级双边直线感应电机性能,并以直线感应电机等效电路模型为基础,推导电磁推力与各设计参数量关系。研究弹射用变极距双边直线感应电机模型,控制电流频率不变,高速运行时减小直线电机损耗。建立直线感应电机数学仿真模型,分析电机动态性能,比较变极距直线电机相对于传统直线电机的优越性,分析次级长度、电流频率等参量对极距值选取的影响。该研究为直线电机在舰载机弹射方面的运用提供了新的途径和方法。     

高速短初级直线感应电动机等效电路模型及时变参数辨识

由于受到动态纵向边端效应和铁心饱和的影响,直线感应电机传统等效电路模型电磁参数时变.针对此,本文提出了多因素耦合影响下高速短初级直线感应电机等效电路模型及其时变参数辨识方法.首先,分析不同工况下电机推力变化规律;其次,分析电机电磁参数与运行工况之间的规律,提出激磁电感和次级电阻修正系数,构建直线感应电机改进等效电路模型,并通过响应面分析法计算两个修正系数;最后,开展样机静态堵驻实验和动态实验.计算和实测结果表明:推力计算值与实测值误差不超过4.1％,端口基波正序阻抗的实部、虚部计算值与实测值误差不超过4.7％,验证了时变参数辨识的准确性.     

动磁式线性压缩机的有限元分析

利用有限元模型对线性压缩机领域所使用的一种动磁式直线电机进行了分析,建立了电机等效磁路模型并推导出了推力表达公式,分析了电机参数对于电机性能的影响,并在此基础上研究了气隙磁场的特点,分析了永磁体长度对于电机行程的影响。该分析结果为电机的进一步优化设计奠定了基础。     

考虑绕组电感的无刷直流电动机稳态特性和参数的分析与计算

基于无刷直流电动机换相过程分析,推导出考虑绕组电磁时间常数的电流-转速特性和转矩-转速特性简洁表达式,给出平均电流比和平均电磁转矩比的函数关系图,讨论了绕组电阻和电感值变化对电机特性的影响。提出了单回路等值电路和视在电阻,给出了转矩系数与反电势系数的计算公式。研究结果解决了现有特性计算没有计及绕组电感的明显不足,有助于提高无刷电机特性预测计算的准确程度。     

轴向磁通永磁同步电机快速等效磁路分析

轴向磁通永磁同步电机具有轴向长度短、结构紧凑、体积小、转矩密度高等特点。然而其磁场为三维磁场,模型过于复杂,难以直接运用经典解析法进行快速求解与计算。为快速完成轴向磁通永磁同步电机的前期估算,文中提出一种简化等效磁路模型来快速计算轴向磁通永磁同步电机的基本性能。该磁路模型通过合理的等效,将三维轴向磁通永磁同步电机模型转化为多层二维等效模型,进而运用等效磁路法和叠加法实现电机性能的计算。最后,以10极12槽双定子单转子轴向磁通永磁同步电机为例,运用文中所述模型计算其气隙磁密,永磁磁链和空载反电动势并对不同分层数的电机模型进行了有限元的仿真。结果表明,本文等效磁路模型的计算精度与三维有限元法相近,且耗时极短,更有利于该类电机的工程初算。     

六相永磁直线同步电机电磁特性分析及数学模型建立

为深入研究新型永磁直线同步电机(PMLSM)的性能,实现电机结构设计与控制优化,对其电磁特性及数学模型的建立展开了研究。针对暂态时间、饱和特性及不对称性等电磁特性进行分析,然后建立了abc坐标系和dq0坐标系下电机数学模型,由此阐述电机电磁耦合关系,继而建立了等效电路,并对瞬态工作特性进行计算。最后,通过电压测试值和瞬态推力有限元值与解析计算值进行对比,其结果吻合度较高,验证了数学模型的正确性。     

不对称运行永磁直线同步电动机稳态性能计算

从相方程式直接导出不对称运行永磁直线同步电动机的稳态模型 ,提出“二端口线电压等效电路”的方法分析不对称稳态运行该电机的性能。较好地考虑了铁心开断、边端效应、补偿绕组、三相绕组电流不对称等影响。计算结果与实验值吻合。它适用于供电电源、励磁电势对称的永磁直线同步电动机稳态运行性能的准确计算。也可进一步应用于其它类型同步电机的稳态计算     

基于等效磁路法的新型双动子直线振荡电动机设计

在研究和开发空调用直线压缩机的基础上,提出了一种新型双动子直线振荡电动机。采用等效磁路法建立了其电磁场数学模型,分析了其系统振动特性。重点推导了这种新型直线振荡电动机主要结构和性能参数的计算表达式,分析和讨论了合理选择这些参数的要求和范围。样机试验与性能仿真分析表明,此种设计方法是可行的。     

双定子实心转子盘式异步飞轮电机新型等效电路模型分析

双定子实心转子盘式异步飞轮电机具有可高速运行、可靠性高、结构简单、成本低等优点,可作为低成本的飞轮储能系统中电动/发电机用.该电机的等效电路模型与参数对于性能分析、推导控制策略至关重要.针对该电机的结构特点,根据实心转子内磁场分布规律,采用分环分层法以及表面阻抗理论推导了一种新型等效电路模型,该新型等效电路模型相比于传...     

高压断路器直线电机操动机构的动态特性分析

研究了一种高压断路器直线电机操动机构,设计分析了永磁直线直流电机及其运动特性。基于40.5 kV真空断路器机械特性的要求,设计了一台配有制动保持装置的永磁直线直流电机操动机构,利用有限元方法建立了电机的仿真模型,对永磁直线直流电机的基本特性和起动过程进行了特性仿真,得到了电机运行时的电磁推力、电流、速度等曲线并进行了分析,得出了电机操动机构能够提供的机械特性,为真空断路器采用直线电机操动机构提供了依据。     

一种四定子双边直线感应电动机数学模型和工作特性

基于电磁发射特殊需求,设计了一种新型四定子双边直线感应电动机,提出了此新型四定子双边直线感应电动机的电磁模型,分析了电机上、下定子在动子上所感应涡流的耦合特性和上、下定子端部相邻绕组的耦合特性,建立了这种新型直线感应电动机的耦合等效电路模型。基于等效电路模型,分析了上、下定子以及动子上、下等效绕组相关物理量的耦合性质与电机工况间的关系,研究了动子上、下等效绕组相关物理量在数学上实现解耦的工况条件。实验结果验证了所做研究分析的正确性。     

基于等效滑模的开绕组永磁直线电机控制研究

开绕组结构能给直线电机系统提供更多的电平,可以提高电机绕组端电压和功率,是提升直线电机推力性能的有效方法。文中以初级永磁型直线（Primary Permanent Magnet Linear, PPML）电机为研究对象,分析了PPML电机的数学模型,设计了PPML电机的双逆变器开绕组拓扑结构;针对传统PI控制的不足和滑模控制中存在的抖振,提出以电机的速度和位移为控制量,把电机系统分解为等效控制和切换控制,设计了等效控制器和切换控制律,增加补偿控制量改进等效滑模控制,抑制滑模抖振,仿真和实验结果证明,与传统方法相比,该方法能减小电流波动和推力脉振,提高了PPML电机的控制性能。