降低谐波损耗的异步电机转子槽设计

在变频调速电机的应用中,电源中的高次谐波电流将引起集肤效应,使转子导条电阻及铜损耗增加,这是造成电机效率降低的根本原因,因此必须针对逆变器供电的特殊性设计异步电机。在对国外提出的一种带U形铁心桥的转子槽进行分析的基础上得出确定其尺寸的表达式,并通过电磁场有限元分析来验证,结果表明,这种转子槽能极大降低转子谐波电流、转子谐波损耗。最后,总结出转子槽尺寸与转子导条谐波损耗之间的变化规律,对以后设计该种转子槽具有指导意义。     

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     

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。     

感应电机转子槽型参数对空载损耗的影响研究

空载损耗是表征感应电机磁性能的重要参数,而转子对电机磁路建立有非常重要的作用。为识别转子槽型参数对空载损耗的影响,采用理论计算与有限元分析法,模拟分析了感应电机在不同转子槽型、槽口形式下的空载损耗变化规律。试验与仿真分析结果吻合度较好。该研究对高效能感应电机结构设计以及解决感应电机运行中发生的定子温度预警故障具有一定的指导意义。     

考虑效率最大化的新型感应电机转子磁链给定

为提高感应电机(IM)运行效率,在考虑铁损数学模型的基础上,给出了高低转速工况下的电压电流约束条件,将保证损耗最小的最优转子磁链给定转化为在约束条件下的目标函数求最小值问题。通过定义广义Lagrange函数,结合Kuhn-Tucker定理分别求解出恒转矩区和恒功率区约束条件下的最优转子磁链给定,保证IM在整个工作范围内的效率最大化。试验结果验证了该方法的有效性。     

变频调速感应电动机转子槽形优化设计

在变频调速的应用中，电源中的高次谐波电流将引起集肤效应，使电阻及铜损耗增大，这是造成电机效率降低的重要原因。在研究了集肤效应与转子槽形尺寸的关系之后，提出了降低集肤效应的理想槽形尺寸公式。这一方法已被用于１．５ｋＷ、４极的变频调速感应电动机的设计与生产，与同类产品相比较，其损耗下降，效率提高。     

一种感应电机转子电阻在线识别新方法

基于感应电机在静止A、B、C和转子速a、b、c两种坐标系下的数学模型,推导出一种转子电阻在线识别的新方法。在MATLAB/SIMULINK环境下建立了系统的仿真模型,实例仿真验证了方法的准确性。该方法简单,且避免了奇异解的问题。     

定转子槽配合对高压异步电动机温升的影响

定、转子槽配合选择不当,会引起电机附加损耗增加和电机内风路不畅,从而导致电机温升过高。从实例进行分析定转子槽配合对高压鼠笼型异步电动机的温升及效率的影响,提出解决问题的方法,并推出优选少槽配合方案。     

一种感应电机转子电阻辨识策略的研究

针对矢量控制中转子电阻随温度变化,导致用于滑差计算的转子电阻和其的实际值不一致,破坏磁勇和转矩的解耦条件的问题,对一种转子电阻在线辨识策略进行了研究。这种方法的优点是简单准确,计算机仿真结果证明了它的有效性和可靠性。     

异步电动机定、转子槽配合对附加损耗的影响

引言 关于异步电动机定、转子槽配合问题,一般文献论述较多,目前已有专用软件程序对电机的谐波、电磁噪声以及寄生转矩等进行计算,可得出满意的结果。但有关定、转子槽配合对电机附加损耗以及由于附加损耗对电机温升的影响论述较少。这可能是由于附加损耗的计算本身就比较困难,或者是由于在设计时只要遵守一定的定、转子槽配合选择规则,附加损耗已不是什么问题,因而没有进一步研究的必要。可在实际生产实践中并非如此,工厂中因槽配合选择不当而使电机附加损耗增加,影响电机的效率和温升的事屡有发生。     

基于热力学参数摄动分析的潜油电机温度辨识

为有效提高无传感器温度辨识方法的计算精度,将热力学参数摄动分析理论应用于潜油电机的温度辨识。基于潜油电机的网络热力学建模,给出潜油电机热参数,尤其是定、转子间耦合电阻参数摄动对电机温度变化的规律性。通过对所推导热力学方程进行频域根轨迹分析,可验证所取热力学参数的稳定性与合理性。仿真与实验结果表明,依据本文所提方法给出的潜油电机定、转子间耦合电阻等热力学参数得到的电机辨识温度可与实测结果相印证。     

考虑转子磁场谐波的永磁同步电动机仿真

永磁同步电动机的运行特性受转子磁场谐波的影响,在大功率、高精度拖动系统中尤为突出.目前,在仿真系统中,通常采用仿真软件自带的线性PMSM电机模型,因此很难反映真实电机运行特性受转子磁场谐波的影响这一特性.建立了考虑转子磁场谐波影响的电机数学模型,采用MATLAB/Simulink仿真软件构建了电机仿真模型,并与线性模型进行对比分析,分析表明所建模型原理正确、有效,为研究PMSM的精确控制仿真系统奠定了基础.     

带有转子电阻补偿的异步电机电流型磁链观测器

提出了一种改进的异步电机转子磁链电流型观测器。造成电流型观测器估计误差的转子电阻不确定项,在定子电流方程中同样存在。把它扩张成新的状态变量后,根据扩张状态观测器(ESO)的原理,在电流、转速可测的条件下可以对其进行观测。把所得的对不确定项的估计值引入电流型观测器,则可以消除转子电阻的影响。与传统观测器的仿真对比结果表明,该方法对转子电阻的变化具有很强的鲁棒性。     

实心转子异步电动机的设计研究

针对不能准确计算实心转子参数随转差率变化的情况,提出了应用透入深度法和有限元理论两种方法并综合考虑饱和效应、端部效应和曲率效应对实心转子参数进行计算,进而计算出实心转子异步电动机的性能参数。通过比较分析计算结果,总结出了有限元理论和透入深度法的应用条件。研究结果表明,将两种方法结合使用,共同指导实心转子异步电动机的设计。经实验验证,精度满足工程要求,对实心转子异步电动机的设计具有重要的指导意义和参考价值。     

复合转子异步电动机的研究

研究了一种新型复合转子异步电动机在调压调速系统中的应用。用二维非线性电磁场理论分析该电机电磁场分布,将电磁场有限元献计算方法嵌套于电机的设计计算过程,分析变压后该电机的性能,理论值与实验值吻合较好。在风机,泵类负载的调压调速系统中应用前景广阔。     

复合笼型转子异步电动机起动性能

针对复合笼型转子参数随转差率变化导致电动机性能参数难以计算的问题,基于Ansoft MAXWELL有限元软件,建立考虑转子旋转、饱和、涡流效应的"场-路-运动"耦合二维有限元模型,直接计算电动机在不同转差运行下的磁场分布,进而计算电动机性能参数。分析了复合层不同材料和厚度的选取对电动机性能有一定的影响,为电动机的优化设计提供参考依据;通过对电动机性能参数动态变化过程的分析,验证了复合笼型转子结构设计的合理性;通过对比计算结果和实验数据,验证此计算方法满足工程精度要求。     

A Rotor Parameter Identification Scheme for Vector-Controlled Induction Motor Drives

A rotor parameter identification technique for the purpose of updating the control gains of an induction motor vector controller is described. The approach utilizes the current source nature of a current-regulated PWM inverter by injecting a prescribed negative sequence current perturbation signal. The corresponding negative sequence voltage is sensed and decomposed into its d and q components. By injecting the signal at two widely separated frequencies (one perhaps dc), it is shown that the rotor resistance can be uniquely derived. Verification of the validity of the technique is obtained by a full-scale simulation of a vector controlled induction motor drive.     

感应电动机转差频率控制系统的最优效率研究

针对基于稳态等效电路图的感应电动机转差频率控制系统有大马拉小车的现象,引用了感应电动机最优转差模型,提出了一种感应电动机转差频率最优效率控制系统。并与传统感应电动机转速闭环转差频率控制进行比较,通过仿真与实验研究,结果表明该系统具有良好的效率优化效果。     

异步电动机转差型无速度传感器矢量控制系统

主要研究的是异步电动机无速度传感器矢量控制系统，用矢量控制理论和电压解耦的方法建立了转差型电压矢量解耦控制系统。利用模型参考自适应（MRAS）的方法实现转速辨识，仿真结果验证了辨识方法是可行的。     

感应电动机转子时间常数辨识

提出一种新颖的基于自适应磁链观测器的辨识方法,与传统的配置电机极点方法设计反馈增益矩阵不同的是,它采用鲁棒控制理论和Lyapunov稳定性理论,通过求解线性矩阵不等式,求出观测器的反馈增益矩阵.仿真结果表明,该方法能准确辨识感应电动机的转子时间常数,具有较快收敛性,较高的无差度及鲁棒性的特点.