基于谐波分析法的高速变频电机稳态仿真研究

与一般工频异步电机相比,高速变频电机存在着工作频率高、电源谐波大等特殊问题.本文在分析PWM逆变器输出谐波电压的基础上,采用谐波分析法建立了高速变频电机的谐波等效电路模型,该模型能够准确考虑电源谐波、集肤效应以及硅钢片材料的频率特性对电机性能的影响,能够改善高速变频电机电磁设计的分析精度.     

基于谐波分析法的高速变频电机铁耗计算方法

提出了一种计算非正弦供电时的高速变频电机铁耗的简单而有效的方法。该方法以谐波分析法为基础，能够综合考虑电源谐波、电机铁芯饱和以及集肤效应的影响，具有较高的精度。与有限元法计算结果的比较表明，该方法具有较高的精度。     

VVVF变频器驱动高功率密度异步电机的电源谐波研究

为了探讨电源谐波对VVVF变频器驱动高功率密度异步电机运行性能的影响,采用异步电机的谐波等效电路法分析了谐波对电机损耗和转矩的影响,建立了变频器驱动高功率密度异步电机的系统模型,给出了不同电源下电机损耗和转矩的仿真结果及电机和变频电源最佳匹配的方法。仿真结果表明,电源谐波加剧电机发热,降低电机的带栽能力和功率密度。     

基于MATLAB/Simulink的变频电机系统能耗实用模型

变频电机系统能耗分析需要对系统各环节建立准确的损耗计算模型。针对目前有限元模型建模繁琐、计算量大的现状,在考虑了变频电源谐波对铁耗电阻影响的基础上,建立了计及铁耗等效电阻的异步电机数学模型及PWM变频器主电路损耗模型,提出一种基于MATLAB/Simulink的变频电机系统实用模型,实现了变频电机系统各环节损耗准确分析。通过对不同工况下变频器、电机和系统总效率的仿真分析,揭示了传统忽略变频器能耗的损耗分析方法对系统最佳运行点估算存在一定误差。为了验证模型正确性,对一组5.5 k W变频电机系统进行了试验对比,验证了文中模型能够正确有效地模拟变频电机系统运行。研究成果为进一步研究系统能耗最优控制策略提供了重要理论支撑。     

基于DFT的感应电机转子谐波磁通密度高效分离方法及负载条件下变频电机转子铁耗特性

受供电电源谐波和电机内部谐波磁场的影响,变频电机的损耗机理和分布特性较普通感应电机更加复杂。在高效变频感应电机设计的初始阶段,铁耗的准确预测和特性分析非常重要。由于电机转子侧磁通密度基波频率非常低,因此若直接利用离散傅里叶变换(DFT)分离转子谐波磁通密度成分需要几十个供电电源周期的仿真数据。为了解决这一难点问题,该文首先提出一种仅需要单个供电周期仿真数据的转子侧磁通密度谐波分量的分离方法;然后,利用分段变系数铁耗模型获得了变频供电的感应电机在多种运行条件下转子铁耗变化特性以及变频感应电机转子铁心磁滞和涡流损耗的空间分布规律。该文所得结论可以为高效变频感应电机设计提供一定的理论支撑。     

变频供电条件下感应电机空载铁耗分布特点及其精细化分析

变频供电条件下电源谐波与电机内部谐波共同作用下损耗产生机理及分布特点更为复杂,使得电机铁耗准确计算及精细化分析对于高效变频电机设计至关重要。以一台5.5 k W变频感应电机为例,分析了变频供电时电机定转子主要位置磁密变化情况;为了准确计算铁耗,提出一种损耗系数随磁密幅值和频率变化的两项式分段变系数铁耗模型,该模型在经典两项式常系数铁耗模型基础上引入两个附加磁密项,用于考虑非线性特性及谐波磁场对磁滞和涡流损耗的影响;进一步利用该模型对变频供电时电机铁耗进行了精细化分析,揭示了定转子铁心磁滞和涡流损耗的分布规律,并获得了谐波磁场在定转子铁心产生附加铁耗的变化特点。通过对不同电压及开关频率下的空载铁耗进行实测对比,验证了文中模型及分析结果正确性。文中研究成果可为高效变频电机设计提供重要理论支撑。     

自起动内嵌式变频永磁同步电动机性能分析

针对自起动内嵌式永磁同步电机(IPMSM)变频电源供电方式下电机性能进行分析,利用Ansoft软件,搭建了带起动鼠笼导条的内嵌式永磁同步电动机有限元分析模型,分析了电机的静、动态特性;场-路结合在Simplorer环境下搭建了模拟PWM变频供电外电路模型与Maxwell环境下的电机联合仿真,分析了变频供电方式下定子电流、电磁转矩、电机转速随时间变化;与正弦供电相比较变频器供电时电流谐波含量大,采用谐波电流注入法可以减小谐波电流,减小电机转矩脉动。实验结果验证了仿真分析的正确性,分析结果为变频供电时自起动永磁同步电机运行性能的改善提供了理论基础。     

六相电流型交直交变频同步电动机电枢磁势及转子表面附加损耗的分析

六相电流型交直交变频同步电动机不同于普通三相电机，除存在电机内在的时空谐波外（与三相同步电动机不同），还存在着变频电源注入的外加谐波。本对六相电流型交直交变频同步电动机电枢磁势的分布情况和计算方法进行了系统的分析推导。并在磁势分析基础上，给出了六相电流型交直交变频同步电动机转子表面附加损耗的计算方法，以供工程应用。     

论变频电源对小型变频变压异步电动机损耗的影响

由于变频电源的输出含有大量的高次谐波,这些谐波会产生相应的铜耗和铁耗,使电机固定损耗增加,电机温升增高,降低运行效率和功率因数,因此变频电源供电下电动机的谐波损耗是一个大问题。     

高速变频电机仿真中硅钢片材料特性预测研究

采用谐波分析法对PWM逆变器供电的高速电机进行仿真，并提出了一个基于神经网络的硅钢片材料特性预测模型，能够快速而准确地给出任意状态下硅钢片的材料特性数据。该方法对于高速变频电机设计具有现实意义。     

变频电机铁心损耗计算方法的研究

针对变频电机铁耗分析中存在的铁磁材料建模,以及非正弦激励时铁耗计算模型等问题,做了系统的论述和分析,提出了适用于任意磁场波形下的铁耗计算方法——谐波分析法,该方法能够综合考虑电源谐波、电机铁心饱和及集肤效应的影响,具有较高的精度。通过样机的试验结果与理论计算结果对比表明,该方法具有较强的可行性。     

变频电机轴电流的防止

阐述采用逆变器供电的变频电机，因电源存在许多高压脉冲，高频谐波增多，以及电动机铁心磁路不平衡等，在电机绕组和转轴上产生感应电压。为减少轴电流的危害，除电机制造需满足磁路平衡外，提出加装电源滤波器，前后轴承都要绝缘处理等防止变频电动机轴电流危害的措施。     

变频电机轴电流的分析

从轴电流产生原理的角度出发,分析了变频电机轴电流产生机理及危害,并介绍了非常实用的轴电流检测分析方法,最后提出了通过抑制电源谐波、加装碳刷、实用尖峰电压吸收器(SVA)等措施来防止变频电机轴电流危害。     

浅谈电梯用变频调速电机的设计

1前言 电子工业的高速发展,使电梯行业的重点从普通交流双速、调速转到变频调速上来。变频调速电梯具有节能、提升速度快、平层准确、舒适感好等优点,成为当今电梯行业的主流,与之相适应的电梯用变频调速电机(以下简称电机)也应运而生。下面介绍我们在开发该系列产品的一些体会。 2设计方法 由于采用变频器对电机实行变频变压调速时,经变频器输入电机的电源是一个含有大量谐波分量的电压或电流发生源,它对电机的性能产生很大影响,主要表现在:电机的振动、电磁噪声、损耗增大,起动转矩下降,温升升高等现象,而电梯运行恰恰是在这几方面要求比较严格,为此有针对性地采取以下几个措施。 2.1 定子绕组采用正弦绕组 磁势谐波是使交流电机产生噪声振动、附加损     

变频技术对交流电动机轴电流的影响与预防

变频电源中的高频谐波增大了大中型电机的轴电流。分析了高频轴电流的产生机理，提供了轴电流烧损轴承的判断方法。为减少轴电流的危害，提出了转轴绝缘、轴承绝缘和均衡接地电压等防止变频电动机轴电流危害的具体措施。     

变频电机起动性能不良分析及改进

对一种国外设计的变频电机在工频电源下无法自起动进行分析,提出了改进措施。通过分析得知,高次谐波磁场产生的附加转矩是电机不能自起动的根本原因,而增大定、转子间的气隙是削弱附加转矩的简单有效的方法,同时认为变频电机应具备自起动能力。     

电压畸变对变频调速牵引电机绝缘影响的研究

分析电压畸变加速变频调速牵引电机热老化、机械老化和电老化进程的原因,通过Matlab软件建立变频电源和直接转矩控制方式牵引电机组成的变频调速仿真系统,仿真分析逆变电源参数以及运行状态与电压畸变及其带来的谐波损耗之间的关系,找出电机最恶劣的工作状态,综合绝缘破坏因素考虑直接转矩控制参数设置问题,指出电压畸变对变频调速牵引电机绝缘破坏的程度,为绝缘设计提供依据。同时,为进行变频电机绝缘破坏机理的研究提供理论基础。     

变频调速异步电机优化电磁设计

为抑制变频电源的高次谐波对变频调速异步电机的影响,提出从定转子槽配合的优化选择、转子槽形及气隙的优化设计、建立电机模糊自适应设计模型这几个方面进行变频调速异步电机的优化电磁设计。为提高现有变频调速异步电机电磁设计软件的实用性,利用Visual Basic 6.0开发出一种变频调速异步电机的优化电磁设计软件,完成了一台11 kW变频调速异步电机的电磁设计。设计结果表明,所设计的电机性能好,提出的优化电磁设计方法是可行的,开发的电磁设计软件输出性能良好,能够达到设计要求,具有实用性。     

变频调速异步电机优化电磁设计

为抑制变频电源的高次谐波对变频调速异步电机的影响,提出从定转子槽配合的优化选择、转子槽形及气隙的优化设计、建立电机模糊自适应设计模型这几个方面进行变频调速异步电机的优化电磁设计.为提高现有变频调速异步电机电磁设计软件的实用性,利用Visual Basic 6.0开发出一种变频调速异步电机的优化电磁设计软件,完成了一台11 kW变频调速异步电机的电磁设计.设计结果表明,所设计的电机性能好,提出的优化电磁设计方法是可行的,开发的电磁设计软件输出性能良好,能够达到设计要求,具有实用性.     

变频电源供电异步电动机噪声和振动的分析

针对变频电源供电的异步电机中因时间谐波的存在对电机噪声和振动带来的影响进行了分析,提出相应的措施,并进行了样机试验,供变频调速异步电机的设计者们参考.