双鼠笼感应电动机的结构及转子槽形设计

介绍双鼠笼感应电动机的结构特点、转子上下导条在电机起动与运行中的作用、转子导条的不同形状、导条材质的选择和转子槽形的类型,并展示了两种转子槽形的比较结果及它们在电机设计中的适用性。     

考虑实心体涡流影响的笼型实心转子电机起动工况导条电流分布的解析计算

笼型实心转子感应电机实心体与导条感应电流相互耦合,尤其是两极电机起动时,实心体涡流对导条电流分布产生很大影响,使导条电流密度由槽口至槽底呈现先减小后增大的不对称U型分布.传统计算方法会导致转子参数计算误差较大,严重影响电机设计的准确性.该文建立考虑磁场饱和效应的二维多层电磁场解析模型,求解两极笼型实心转子感应电机起动工况下的磁场分布.在此基础上,计及转子铁心轭部感应电流影响,建立转子导条电流解析计算模型,并求解电机在起动运行时笼型导条电流密度的分布.最后,通过与有限元仿真结果对比,验证不同电压下起动时,所求解的导条电流密度分布规律的准确性.结果表明所提出的计算方法适用于包括两极电机在内的各种极数笼型实心转子感应电机,为该类电机起动参数及性能的准确计算提供了参考.     

转子槽形及材料对复合笼条转子感应电动机运行性能的影响

针对实心转子感应电动机运行性能相对较差这一问题,提出了在转子槽上下层采用两种不同材料的复合笼条转子感应电动机设计方法,其中上层采用导电导磁的合金材料.基于二维正弦时变场计算电机的运行性能,通过改变转子笼条形状和材料的特性,研究使用导电导磁材料和导电不导磁材料对转子槽和齿部磁场的分布及电机性能的影响,并对不同负载运行情况进行了计算.根据计算结果与实测结果的对比分析后表明,转子槽形及材料特性对电机磁场分布和运行性能有一定的影响,为电机优化设计提供参考依据.     

基于永磁辅助转子和改进磁障的笼型感应电机的研究

为了有效提高笼型感应电机的功率因数,通过对传统三相四极笼型感应电机的转子结构进行改造,提出了一种基于永磁辅助转子和改进磁障的新型笼型感应电机。采用二维瞬态有限元分析方法,对比和分析了所提新型感应电机和传统感应电机在磁路分布、磁通密度、功率因数和效率方面的性能差异。结果表明,相比于传统感应电机,所提出的新型感应电机可将功率因数提升至0.86～0.98,效率最高可达到95.5%,新型感应电机能够在优化的功率因数下更加高效地运行。     

笼型转子槽形设计与异步电动机节能

异步电动机笼型转子槽形对电动机性能影响之大是众所周知的,但对按电机性能要求选取合适的转子槽形,已往论述不多。故在一些系列设计中会造成槽形选择不够恰当的现象,因此充分了解槽形常数及其对电机性能的关系是十分必要的。一、笼型转子槽形对电动机性能的影响笼型转子槽形对电动机有关性能的影响,不外以下二类:(1)运行性能(包括效     

浅谈1.5MW双馈风力发电机定、转子槽型的选择

发电机定、转子槽口形状直接影响到发电机感应电势中的谐波含量,同时影响到整个电机生产制造工艺及电机运行的可靠性。通过对1.5MW变速恒频双馈感应发电机定、转子各种槽型下的谐波分析,可找出在结合生产制造工艺方法及生产设备的基础上,适合的定、转子槽口形状。     

基于槽型元素图组合的感应电机槽型设计计算法

针对传统解析法设计感应电机时,转子槽型的选择受到目前常用槽型结构形式限制的问题,提出了一种基于槽型元素图的组合槽型设计计算法,来构造感应电机一些新的槽型结构,并通过样机的试验验证,取得了预期效果。     

不同转子槽形对感应电机性能影响的对比分析

转子槽形选取对电机性能影响重大。根据电机理论,借助ANSYS Maxwell软件,以刀形转子槽与平底转子槽为例,对比分析了两种转子槽形对一台11 k W感应电机性能的影响。在槽面积不变的情况下,计算了每部分损耗,研究了两种转子槽形在空载和满载情况下电机的效率、起动转矩倍数以及起动电流倍数。仿真和实验结果表明,采用转子刀型槽可有效改善电机损耗特性及起动性能。对比分析结果对不同应用场合的感应电机设计具有一定参考价值。     

复合笼条转子感应电动机不同转子材料特性对起动性能的影响

利用电磁场理论和变分法建立了复合笼条转子感应电动机起动时二维电磁场的数学模型，给出了利用有限元法求解正弦时变场的方法。在计算过程中，以定子端电压为约束条件，对定子起动电流进行了迭代计算，得到了额定电压下的起动电流和起动转矩。以此为基础，改变转子槽形，计算转子不同材料时不同转子结构电机的起动性能。通过方案比较，选取合理的转子槽形和材料，进行样机的加工和试验，把计算结果与实测结果进行对比，表明复合笼条转子感应电动机起动性能的计算结果满足工程实际的需要。同时，将计算结果与普通感应电动机起动性能进行比较，证明复合笼条转子感应电动机具有良好的起动性能。     

导磁导电复合笼条转子感应电动机性能计算

为了研究既导磁又导电的复合材料作为高功率电机的转子材料时对其性能的影响,对37k W感应电动机进行了复合材料和普通铸铝材料的对比分析。采用二维电磁场有限元计算方法,建立了37k W感应电动机的数学模型和物理模型进行分析。在考虑工艺可行性的情况下,优化设计了三种适合复合笼条嵌入的转子槽型,分析复合材料放置位置对电机起动性能和运行性能的影响。同时,改变转子槽内合金材料的宽度,分析复合材料放置面积对电机起动和运行性能的影响,并与采用相同机座号的普通铸铝材料的感应电动机进行性能比较,证明了复合笼条转子应用于37k W感应电动机具有优越的起动性能和良好的运行性能,为新型感应电机设计和电工材料的选取提供一定的可行参考。     

Development of Motor Model of Rotor Slot Harmonics for Speed Sensorless Control of Induction Motor

This paper proposes a novel mathematical dynamic model to represent the steady‐state and transient‐state characteristics of rotor slot harmonics of an induction motor for sensorless control. Although it is well known that the rotor slot harmonics originate from the mechanical structure of the induction motor, a mathematical model that describes the relationship between the stator/rotor currents of the induction motor and the slot harmonics has not yet been proposed. Therefore, in this paper, a three‐phase model of the induction motor that depicts the rotor slot harmonics is developed by taking into consideration the magnetomotive force harmonics and the change in the magnetic air gap caused by the rotor slots. The validity of the proposed model is verified by comparing the experimental results and the calculated values. © 2013 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 186(3): 63–74, 2014; Published online in Wiley Online Library ( wileyonlinelibrary.com ). DOI 10.1002/eej.22478     

微型三相异步电动机设计分析

介绍了15 W三相异步电动机的电磁设计。针对15 W三相异步电动机的技术指标,分析了其主要尺寸的确定、定转子槽数的配合、定转子槽形的设计及电枢绕组形式的选择。采用磁路法和电磁场仿真对电磁方案进行了性能计算,两种方法的计算结果表明该电磁方案能够满足技术指标要求。     

六极潜油电机定转子绕组的研究

因潜油电机工作空间狭小,使得设计六极潜油电机十分困难,特别是确定定转子槽数及绕组的形式。通过运用电机绕组设计理论,确定定子槽数,并绘出定子穿线图,进而确定合理的定转子槽数配合,并在文中对分数槽绕组在六极潜油电机上的应用做一探讨。     

Characteristic analysis of an induction motor with an unequal slot pitch cage rotor

Recent developments in induction motors have been moving forward reducing the size and weight of motors. At the same time, there are demands for much quieter operating conditions. Various design methods have been applied to reduce the vibration and acoustic noise of induction motors. One method is to make the slot pitches of the cage rotor unequal, to avoid the resonance with the natural frequencies of the stator frame. In this paper, our purpose is to create guidelines for reducing noise. As the first step for this purpose, we developed a method to analyze the voltage and torque equations of an induction motor with an unequal slot pitch cage rotor and discussed the characteristics from the analyzed currents. © 2002 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 140(2): 44–52, 2002; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.10032     

FLUX DISTRIBUTION AND REACTANCE IN ENCLOSED SLOT SOLID ROTOR INDUCTION MOTOR

ABSTRACT

In this paper flux distribution by finite element method in the solid rotor with enclosed slot induction motor compared with the flux distribution in the laminate core rotor with enclosed slot is examined.

This paper also presents a method of deriving the reactance from the magnetic energy stored at the portion of the rotor surface. The method of calculating the reactance of the slot tip of an induction motor with enclosed slots is examined. The starting performance calculation of this motor are also described.

Explanation is made here in the order as follows: Equivalent circuit of enclosed slot solid rotor induction motor, Flux distribution in the solid rotor with enclosed slots, Method of deriving the reactance from stored and accumulated magnetic energy, Calculation of the flux distribution, Examples of calculations on the reactance of the slot tip, Results of calculation and measurement on characteristics of the tested motor.

The method of deriving the reactance from the magnetic energy stored in the surface region of the core is considered to be utilizable widely in the technology of magnetic circuits involving non-linear magnetic characteristics     

转子槽口深度和槽配合对异步电机转子损耗的影响

为了分析转子槽口深度及定转子槽配合对三相变频调速异步电动机转子损耗的影响,采用ANSYS Maxwell软件对1台空载损耗异常的10极、1 100 k W三相变频调速异步电动机转子损耗进行详细分析。通过建立不同转子槽口深度和定转子槽配合的电机模型,结合电机内谐波磁场的理论,对比分析了不同槽口深度和定转子槽配合的电机模型转子铁心与转子导条中的损耗。根据仿真分析结果,对该样机进行改进设计。样机试验结果表明仿真计算的正确性,可为相关电机的设计提供参考。     

绕线型变极调速感应电动机设计中的特殊问题

本文阐述了绕线型变极调速感应电动机定子双绕组、转子绕组的接法以及定子双绕组槽漏抗计算问题分析;提出了正确选择绕组并联支路数和极相组联接方式、槽漏抗的计算公式和方法。     

转子甲类波绕组排列方法的探讨

为方便绕线型异步电动机的设计和接线操作,明确转子波绕组一端接线法十分必要。从电角度的观点出发确定三相绕组首端引出线位置。根据波绕组的连接规律进行各相带的槽号分配,进而利用Excel公式法编排绕组表。这种方法不但易于掌握,而且通过绕组表可直观的确定上下层整距、短距、引线线圈所在槽号,为绘制转子接线图和设计转子线圈奠定了基础。