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.     

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。     

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。     

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。     

模拟退火粒子群优化算法在异步电动机参数辨识中的应用

分析了模拟退火算法和粒子群算法的优缺点,提出了一种利用两种算法优点的混合优化算法,并给出了详细应用步骤。利用异步电动机直接空载起动特性,对异步电动机动态数学模型参数进行了辨识,通过与其他几种算法辨识的结果进行比较,说明模拟退火粒子群优化算法有效地结合了模拟退火算法的全局寻优能力和粒子群算法的快速收敛的特点。     

基于BP神经网络模型的异步电动机故障辨识

针对目前三相异步电动机故障诊断方法存在的局限性及其缺陷,在利用小波包分析提取电动机故障信号特征量基础上,提出基于蝙蝠-粒子群及改进BP算法的异步电动机BP神经网络故障辨识模型,采用蝙蝠-粒子群算法优化BP神经网络结构参数,利用改进BP算法训练BP神经网络.仿真结果分析表明,该BP神经网络模型用于三相异步电动机故障辨识,...     

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。     

异步电动机动态模型参数识别

本文应用遗传算法(GAs)来解决异步电动机动态数学模型参数识别的问题。本文详细给出了遗传算法应用于动态数学模型参数识别问题的一般步骤,利用异步电动机直接空载起动特性对异步电动机动态数学模型参数进行了识别,给出了识别参数及有关结果。     

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。     

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。