复兴号FXD1动力集中动车组用异步牵引电机设计

介绍了复兴号FXD1动力集中动车组用异步牵引电机的设计情况。主要从整车总体技术要求、电机结构设计、电磁方案设计、电机特性、关键技术、电机试验等方面进行了阐述。根据异步牵引电机的技术特点,通过对电磁设计、结构设计及冷却设计等关键技术研究,设计了1台异步牵引电机,并进行了试验。试验结果表明该异步牵引电机满足整车技术指标要求,验证了设计方案的可行性。     

基于 Ansoft大功率牵引电机电磁场有限元分析

当牵引电机运行时,电机内部的电磁场分布及变化情况直接影响牵引电机的运行状态与性能.介绍异步牵引电机的工作原理及等效电路,基于AnsoftMaxwell２D 仿真软件对 CRH２的牵引电机 MT２０５进行电磁仿真,得到MT２０５的电磁场分布及电机特性曲线,为牵引电机性能优化提供理论依据。     

电动汽车牵引永磁电机关键性能的有限元仿真分析

通过有限元仿真软件对电动汽车牵引用永磁电机的两个关键性能-牵引特性和振动噪声特性进行仿真分析,缩短电机的研发周期,解决车用永磁电机设计过程中样机反复试制费用大、周期长的缺点。建立永磁电机的电磁场2D有限元仿真模型,验证永磁电机的低速最大转矩输出能力和高速弱磁扩速能力,依据电磁场分析结果,在不影响电机牵引性能的前提下转子铁心开工艺槽,减小电机质量,改善转子通风条件。对车用永磁电机进行电磁力波分析,建立电机定子铁心的3D模态有限元仿真模型,分析得出电机结构的模态频率,从电机的电磁设计和结构设计上避免产生较大电磁振动和电磁噪声的可能性。     

牵引电机电磁与热特性分析及升功率运行时应急通风策略

本文以一台高速动车组用牵引电机为例,通过电磁场分析方法,对电机额定运行工况的电磁与温度进行了计算,并按照牵引特性曲线不同运行工况,分析了不同运行区域特性点的电磁性能,并与给定值进行比较.针对牵引电机需要升功率运行的特殊工况,通过对升功运行时电机温度场的分析,给出了相应的应急通风策略,为电机的热设计和分析提供参考.     

双流制窄轨电力机车用异步牵引电机设计

将牵引电机应用于双流制窄轨电力机车时,由于窄轨机车轨距小,所以牵引电机安装空间异常狭小,比一般牵引电机在安装空间、电机结构、电磁负荷等方面的要求更加苛刻。针对窄轨双流制电力机车的运用特点和特殊要求进行了分析,提出了牵引电机的设计要求和关键技术难点,并对关键技术难点给出了相应的分析和解决措施。对该牵引电机的制造过程及电机试验测试情况进行了论述。试验结果表明,该牵引电机达到了设计预期,完全能满足设计要求。     

异步牵引电机电磁噪声仿真分析

概述了异步牵引电机电磁噪声的产生机理，并以某电机为例，通过对电磁力波进行理论分析、仿真分析和噪声试验验证，确定了牵引电机80 km/h考核点的最佳槽配合，对异步牵引电机噪声指标正向设计具有一定的指导意义。     

基于内切圆弧的交流牵引电机齿肩削角降噪方法

针对交流牵引电机存在电磁噪声过大而影响其推广应用的问题,提出一种基于内切圆弧的交流牵引电机齿肩削角降噪方法.阐述交流牵引电机电磁噪声产生的根本原因及有关径向电磁力谐波空间阶次的计算方法,建立电机定子齿肩采用内切圆弧式削角处理前后定子齿槽与转子表面间气隙宽度随转子位置变化的函数关系式,分析定子齿肩削角处理对电机电磁噪声的影响,并对其效果进行仿真,同时与直线式齿肩削角法的效果进行对比分析.结果表明,交流牵引电机定子齿肩采用内切圆弧式削角处理后可显著降低其电磁噪声,并且具有比直线式削角法更好的降噪效果.最后对一台5.5kW交流牵引电机进行内切圆弧式定子齿肩削角,取得了8.4dB(A)的降噪效果,由此可见,该方法具有较好的应用价值.     

中低速磁悬浮直线牵引电机设计

以应用于北京S1线直线牵引电机为研究对象,从电机的电磁设计、结构设计、制造工艺及试验方面入手,总结出解决电磁推力输出与法向力波动、工作条件恶劣及环境适应性要求高等上述难题的方法思路。同时还对中低速磁浮列车用牵引电机的设计、制造、应用提出建议。     

货运机车异步牵引电机电磁场计算与分析

以大功率交流传动HXD1C机车用异步牵引电机为例,建立电机二维电磁场数学模型,并确定其求解域。利用有限元方法,计算牵引电机电磁参数,并将计算结果与实测数据进行对比,得出一些有益的结论。     

刮板输送机用防爆变频电机设计

目前,国内在铁路机车的牵引电机和钢铁行业轧机电机,几乎全部选用了变频调速电动机.而在矿用防爆电机方面仅有采煤机牵引电机、皮带输送机电机以及风机、水泵电机等有一部分为变频电机,在刮板输送机上还几乎为空白.文章通过对一台400kW刮板输送机防爆变频电机的设计,分析了变频渊速电动机的电磁设计和结构设计特点.     

新型接法的三绕组单相电动机

在单相供电系统中,当电动机额定功率大于0.5 kW时,采用普通单相感应电动机是不经济的,为此提出一种新型连接方式的三绕组单相感应电动机,该接法对Y接法三相感应电动机的6个出线头进行改接,并与2个电容器相连接,改变了绕组中电流的相位,使三相电机在单相供电系统中实现接近对称运行。采用对称分量法研究该连接方式下电机对称运行需要满足的条件,讨论对称运行条件下电容的选择及其对电机性能的影响,推导了该电机性能计算的具体方法。针对该连接方式进行试验研究,并与三相对称运行进行比较。样机试验证明,新型接法三绕组电机的效率接近三相电动机在三相电源上对称运行的效率,且具有更高的功率因数,可替代普通单相感应电动机。     

计及温度变化的潜油直线电机结构优化

潜油直线电机的工作环境温度随地层深度的变化而变化,电机次级端部和中部的温差大。为了减小温度变化对电机推力的影响,同时提高电机推力、降低推力波动,对电机的结构参数进行优化,以不同温度下的推力差值衡量温度变化对电机推力的影响。利用有限元分析软件Magnet建立电机的电磁模型,分析各个参数对不同温度下电机推力、推力波动和推力差值的影响,确定优化参数的数值范围。然后,采用响应曲面法分别构建100℃和220℃时推力和推力波动的数学模型,以100℃和220℃时推力函数之差的绝对值为这两个温度下推力差值的数学模型,通过多目标遗传算法得到电机最优的参数组合。最后对优化后的电机进行有限元仿真分析,验证了优化方案的有效性。     

矢量控制系统中异步电动机参数的估算和测量

异步电动机矢量控制系统需要电动机电阻和电感参数.介绍了在调试时,面对1台电机如何估算和测量这些参数,方法有:用电动机铭牌或样本数据估算参数,通过空载和短路实验测取参数,利用变频器测取参数及在运行中修正参数.这些方法也是设计调速系统中自调试功能的基础.     

非晶合金转子铁心对再制造电机性能的影响

用铁基非晶合金转子铁心替换原电机中的硅钢转子铁心,基于有限元软件Ansoft分析了非晶转子铁心替换对电机性能的影响。与原电机相比,再制造电机的转矩提升了2.6%,效率提高了0.05%,齿槽转矩幅值大幅增加。采用定子斜槽削弱其齿槽转矩,当斜槽精确为一个齿距时,电机的齿槽转矩幅值为0.128 N·m,相比于未采用斜槽时的再制造电机减小了92.36%,相比于原电机减小了38.46%。     

PWM逆变器供电异步电机端部过电压的分析和仿真

PWM逆变器供电时电机的端电压出现幅值增高和振荡现象,对电机的匝间绝缘造成很大的威胁,本文提出了一种可以判断PWM逆变器供电异步电机端部过电压波形的实用仿真方法,该方法根据PWM逆变器供电电机系统的特征建立系统的仿真模型,将电机用实测的等效的阻抗频率特性来替代,将三相电缆等效成一个二端口网络,通过傅立叶分析计算电机端部的暂态过电压。与实测波形的对比,证明这种方法的仿真结果可以与实际情况良好地吻合。     

PWM逆变器驱动异步电动机采用长线电缆时电压反射现象的研究

PWM逆变器驱动的异步电动机,在逆变器和电动机之间采用长线电缆传输时,会产生电压反射现象,导致在电动机端产生过电压,高频阻尼振荡,使电动机绝缘老化,造成电动机在短期内绝缘击穿等事故,这是PWM逆变器驱动异步电动机采用长线电缆所产生的负面效 应,文中首先分析了长线电缆传输时由于长线电缆的分布参数所产生的电压反射现象及其所造成的过电压等负面效应,分析表明电动机端产生的过电压与逆变器输出PWM脉冲上升时间和电缆长度有关。PWM脉冲上升时间愈短,电缆愈长,反射现象愈明显。采用低成本无源滤波技术可消除这种负面效应,文中分析和设计了一种一阶RC电动机端滤波器,用于接在异步电动机的接线端上,实验结果表明该滤波器可有效地减少电动机端过电压等负荷效应,从而提高系统的可靠性。     

直线感应电动机气隙大小对其起动性能的影响

以一台起动推力为225N的直线感应电动机为例进行分析,将整个电机模型作为求解域,采用有限元方法对电机的起动过程进行了仿真计算,并对电机起动过程进行了实验,实验结果验证了仿真计算的正确性,在磁场数值计算的基础上分析了气隙大小变化对电机性能的影响。     

基于dSPACE的电动汽车电机调速控制策略研究

为了解决电动汽车无刷直流轮毂电机控制中普遍存在的调速不精确、转速响应慢和自适应性较差等问题,通过分析轮毂电机调速系统特性,研究其对电动汽车整车性能的影响。依据无刷直流电机(BLDCM)简化数学模型,从速度调节角度分析讨论了控制策略,并以电机转速响应迅速且稳定为控制目标,搭建了基于d SPACE的BLDCM快速控制原型试验平台,深入讨论了转速模糊PI控制策略对整车性能的影响。试验结果表明,模糊PI闭环控制策略能有效改善电机的调速性能,提高无刷直流轮毂电机电动汽车行驶的稳定性。     

定子槽口系数对永磁无刷直流电动机转矩波动的影响

转矩波动是永磁无刷直流电动机产生振动和噪声的主要原因。引起永磁无刷直流电动机转矩波动的原因主要有齿槽效应转矩、电动势波形的缺陷及换相转矩波动等。主要分析了槽口系数对转矩波动的影响,以永磁无刷直流电动机为例,利用有限元分析了整数槽和分数槽电机定子槽口系数变化对齿槽转矩的影响及槽口系数变化对气隙磁密及谐波的影响;最后计算改变槽口系数对电机主要性能的影响。     

定转子材料组合方式对再制造电机性能影响

为节约资源和提升原电机性能,将非晶材料与硅钢材料组合应用于定转子铁心进行电机再制造。根据定转子材料不同组合方式提出3种再制造方案,基于Ansoft Maxwell分析了不同组合方式对再制造电机磁密、转矩及脉动、铁耗、效率和齿槽转矩等性能的影响,确定了最佳再制造方案,并基于近似叠加算法,采用分段设置定子斜槽削弱了齿槽转矩。与原电机相比,再制造电机铁耗降低51.73%,转矩提高1.43%,转矩脉动降低6.45%,效率提升0.75%,齿槽转矩优化后降低为原电机的19%,表明了再制造电机的优越性