铁氧体助磁的五相同步磁阻电机一相开路研究

当传统三相永磁同步电机发生一相开路故障后电机的转矩输出能力下降,转矩波动大,五相永磁同步电机具有输出转矩波动小和容错能力强的突出优点,在电动汽车、军事和伺服电机场合中应用十分广泛。由于五相电机成本随着相数的增加而增加和铁氧体具有的价格优势,五相电机转子中采用铁氧体助磁结构。为了研究铁氧体助磁的五相同步磁阻电机发生一相开路故障后电机的容错性能,采用了故障前后总磁动势不变原则的容错控制策略,合理调整剩余四相电流幅值和相位来探讨电机一相开路后的电机性能。建立铁氧体助磁的五相同步磁阻电机(PMa-SynRM)有限元分析(FEA)模型,对五相电机正常、一相开路故障和采用容错控制(FTC)策略后3种状态的转矩波动、效率、转子受到不平衡径向磁拉力、铁氧体的退磁和电机温升情况进行了分析对比。结果表明:在一相开路故障状态下,电机的转矩脉动和转子受到不平衡径向磁拉力变大。采用容错控制后,电机转矩波动、转子受到不平衡径向磁拉力和铁氧体的退磁风险得到改善,但由于铜耗的增加造成电机的效率降低,整体温度升高,一相开路故障和采用容错控制后的绕组温度均呈现不均匀分布。在五相电机一相开路的研究基础之上,为五相及更多相的...     

直驱永磁同步电机均匀退磁性能分析和故障诊断

均匀退磁是永磁同步电机的一种常见退磁故障类型,通过对永磁体不同退磁程度下的电机性能的分析,提出了反电动势(Back-EMF)回转半径法来诊断直驱永磁同步电机(DDPMSM)均匀退磁故障。利用时间延迟嵌入(TDE)技术得到其反电动势的差分相空间图形的坐标数据,并建立了反电动势回转半径的模型。对一台不同运行速度和不同故障程度下的DDPMSM反电动势回转半径进行了仿真计算,得出退磁故障程度与回转半径成线性关系,并用最小二乘法拟合了退磁程度与回转半径和速度相关的数学方程。仿真结果证明,所提出的DDPMSM均匀退磁故障诊断方法的可行性和有效性。     

基于Maxwell煤矿带式输送机永磁直驱滚筒失磁故障分析

永磁电滚筒是煤矿直驱带式输送机的关键部件,发生失磁故障时,影响着整个输送机安全、可靠的运行。以某矿用200 kW电滚筒为研究对象,基于Maxwell建立了失磁故障有限元二维仿真模型,通过模型分析了健康状态、失磁35%和失磁70%下的永磁电滚筒的特性,验证了不同程度均匀失磁故障对永磁电滚筒的失磁故障风险,为该矿用电滚筒电器保护设置提供数据参考。     

永磁同步电动机短路故障分析

主要分析永磁同步电动机短路故障。根据永磁同步电动机的基本理论,建立仿真模型,进行额定负载下正常运行和短路故障分析,如单相接地短路、两相短路和三相短路。用解析法验证仿真结果,2种方法所得结果吻合较好,表明建立该电机的仿真模型合理以及求解方法的可行性。     

永磁磁力偶合器的温度场有限元分析

针对永磁磁力耦合器在运行过程中,涡流损耗不仅会导致其内部温度升高,而且永磁体在高温下会发生退磁的问题,利用Ansys Workbench软件对永磁磁力耦合器的温度场进行有限元分析。通过分析不同气隙下的温升情况,得到永磁磁力耦合器在空气冷却方式下能够正常工作的条件。     

低速永磁直线同步电机二维磁场分析

低速永磁直线同步电机(LPMLSM)是利用齿槽效应引起的气隙磁导变化原理工作的,根据LPMLSM的基本结构和工作原理用解析法分析了永磁体和电枢绕组单独作用时的气隙磁场,并将电机模型进行等效,得出了合理二维场磁密分布,结果表明与理论分析一致。     

一种永磁磁垫式带式输送机的气隙特性研究

针对一种新型低阻力磁垫带式机输送运动稳定性问题,对其磁性输送带-永磁体支撑系统的气隙特性进行研究。建立了其永磁支撑系统三维简化力学模型,在合理假设的基础上,利用Maxwell方程推导出了悬浮力、磁阻力、侧向力的数学表达式,分析了永磁系统的气隙特性,并对不同气隙条件下永磁支撑系统进行有限元仿真,近而得出了气隙与磁通密度的近似关系。仿真结果表明,永磁支撑系统在合适气隙条件下,可以产生较大磁通密度,实现系统悬浮的稳定性,且永磁体中部产生的磁通密度最大,有利于带式输送机的物料运输;在一定条件下,气隙与磁场强度呈非线性关系,随着气隙增大,磁场的强度整体呈减小趋势。     

矿井低压电网短路保护改进

在矿井低压供电系统中,短路是最严重的故障形式之一.针对对称短路和不对称短路的故障,为改善传统的监幅式继电保护或电子保护易造成电机启动机的误动作、整定困难,灵敏度不高的问题,对短路时出现的对称短路和非对称短路分别采用相敏保护和负序电流保护方案.     

永磁涡流耦合器过载特性的研究

根据电磁学与传热学理论,对永磁涡流耦合器2类不同的过载情况进行了理论分析与有限元计算,结果表明,小气隙情况下(3 mm-1 000 r/min)的铜转子整体涡流密度值是大气隙情况(15 mm-1 000 r/min)约2.5倍,涡流损耗值分别稳定在1 168 W与204 W左右,小气隙过载情况下,永磁体温度将突破永磁材料最高使用温度,会引发严重的退磁现象,应对其工作状态采取温度在线监控;大气隙过载情况下,由于涡流损耗的降低与热交换环境的改善,永磁体的温度仍处于安全范围内,可以实现过载保护作用,研究结果可为永磁涡流耦合器的工况使用与设计改进提供借鉴。     

全自动短路故障模拟装置的研制

在电力系统运行过程中，由于各种短路故障严重地影响电力系统的正常运行，因此，对短路故障的研究具有非常重要的意义，论文依托电力电子技术和信息技术，设计、研制了一套廉价、可靠的短路故障模拟设备，可自动设置短路的方式、短路持续时间、短路发生时刻电压初相位等，为电力系统的短路故障研究提供精确的实验环境。     

一种新型转子永磁同步电机磁场分析及特性

提出一种面贴及内置两种方式混合的永磁电机转子拓扑新结构。采用有限元法分别建立内置式、面贴式及新型混合转子拓扑结构的永磁电机模型;计算3种结构电机的静态磁场,比较分析其等位线分布规律及一极距内气隙磁感应强度幅值分布;仿真了3种结构电机的空载感应电势,分析得出新型结构的永磁电机空载感应电势波形更接近正弦;计算了新型转子结构永磁电机的空载定子损耗及转矩等运行参数。     

双鼠笼永磁感应电机设计算法及多目标优化

结合感应电机和永磁同步电机的设计方法,研究永磁感应电机的设计算法并对电机进行优化。采用等效磁路法确定电机设计基本电磁参数;利用有限元的方法解决双鼠笼转子参数设计中的难点,并提供合理的参数优化取值范围。采用Taguchi方法建立实验正交矩阵,并通过求解实验矩阵对电机结构参数进行初步筛选。进一步利用响应曲面法,建立电机稳态运行指标与优选参数间关系的数学模型,通过求解数学模型来完成电机的优化设计。最后,将完成优化设计的电机与普通感应电机采用有限元的方法进行了性能对比,验证了上述设计和优化方法的正确性及双鼠笼永磁感应电机性能的优越性,为永磁感应电机的分析设计与优化提供了有价值的参考。     

表面-内置式永磁转子同步电机等效磁路法特性分析

针对有限元法计算分析电机的复杂性和耗时长等特点,采用等效磁路法分析一种表面-内置式永磁转子同步电机工作特性。建立电机开路状态表面式与内置式永磁体串并联励磁结构等效磁路模型,根据表面-内置式永磁转子磁路结构特点,得到开路状态简化等效磁路模型,计算电机励磁磁场分布、电枢绕组反电势和磁通链;分别建立电机电枢反应下直轴和交轴简化等效磁路模型,求解电机负载磁场分布、电枢反电势和输出电磁转矩;建立电机有限元模型,分析求解电机开路和负载状态电磁特性;建立试验平台,进行试验样机空载和负载测试试验。对比分析简化等效磁路模型、有限元模型计算结果和试验样机测试结果,验证了所提出的等效磁路模型的正确性与合理性。     

新结构永磁同步电动机磁场的有限元分析

提出了一种新结构永磁同步电动机,分析了该电机的空载磁场,绘制出空载磁场等位线以及气隙磁密分布曲线。结果表明,由于该电机采用较薄而性能较高的钕铁硼永磁磁极外贴在转子上,极大地限制了极间漏磁,达到高效能节的目的。用Ｖｉｓｕａｌ Ｃ＾＋＋语言编制了面向对象的有限元分析程序,为实现永磁同步电机ＣＡＤ奠定了基础。     

钢丝绳探伤永磁励磁装置的结构与通用性分析

为了进一步探究钢丝绳无损检测永磁励磁装置的特性,以提高检测器的性能,对励磁装置进行了全面的分析。通过三维建模,有限元仿真的方法分析了永磁励磁装置中永久磁铁的位置、励磁回路的方式对励磁效果的影响,设计了用于直径36mm钢丝绳励磁的励磁装置的结构尺寸,并用该励磁装置对直径16～36mm的钢丝绳进行励磁,通过等效磁路计算和有限元仿真的方法对励磁效果进行了分析。研究结果表明：将永久磁铁放在永磁励磁装置的两端可以使励磁装置中部形成均匀磁化段,利于检测元件的放置|采用多回路周向均布励磁磁路可以使钢丝绳磁化得更均匀,而且更容易将钢丝绳磁化到饱和状态|永磁励磁装置具有通用性。     

无槽永磁直线同步电动机三维磁场分析

主要进行无槽永磁直线同步电动机的三维磁场分析。在合理假定的基础上,建立无槽永磁直线同步电动机的物理模型。采用有限元法分析电机内气隙磁场,利用解析法验证结果,2种方法所得结果吻合较好,表明该方法行之有效。     

磁场削弱的永磁同步电动机的磁通畸变和铁损失

在弱磁环境中,铁损失是由电子金属和计算通量分布在四极永磁同步电动机的核心特性决定的,总的电机铁损失由滞后、经典涡流和超额损耗的总和决定。场变化的一个完整周期中使用静态二维有限元软件进行磁场条件下的数值模拟,得到磁感应强度B(T)在电机的所有部分的分布。     

永磁带式高梯度磁选机的研制

研制了一种中等场强的永磁带式高梯度磁选机。无端的高梯度介质带在分选空间循环通过，从而实现了非磁性物与磁性物的不断分离。在试验研究的基础上提出了合适的操作参数。磁系由Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ永磁体构成，其磁能积为２５５ＫＪ／ｍ３，剩余磁感为１．１Ｔ。采用磁铠装磁路结构使磁体设计最佳化，在永磁磁路定律的基础上，导出了计算磁场强度的简单方程。工业试验结果表明，带式永磁高梯度磁选机的分选行为与电磁高梯度磁选机的分选行为相似。