主给水泵电机定子绕组温度高分析与处理

针对某电站#3主给水泵电机定子绕组温度高的问题,通过改进定子绕组挡风罩的固定件,使其固定牢固、不易松动,保持电机内部通风回路的严密性,有效降低了主给水泵电机定子绕组的运行温度,确保了主给水泵电机长期安全运行。     

同步电机定子绕组匝间短路前后的温度及力学响应仿真分析

为了得到同步发电机定子绕组匝间短路前后的温度及力学响应特征,实现设备的早期维护,文章以一台凸极同步发电机为例搭建“场-路”耦合模型,分析了同步发电机定子匝间短路的电流、电压、损耗及绕组电磁力的分布规律,并将结果导入Workbench仿真平台,利用“电磁-热”、“电磁-结构”耦合方法求取了同步发电机故障前后的温度及力学响应(总体变形、等效应变与等效应力)变化特征。分析得到故障后电机定子绕组的温升已对附近槽绕组温度产生了影响,受力及易形变部位集中在定子端部绕组以及端部绕组与直线段连接的部分。文章为同步发电机的预防性绝缘制造以及定子绕组匝间短路故障检测和诊断技术提供了依据。     

背绕式定子绕组高速永磁电机电磁性能分析

为分析定子结构对高速永磁电机电磁性能影响,建立二维瞬态电磁场数学模型,电机磁场分布主要采用有限元法,分析传统绕组和背绕式绕组结构时的电机磁场分布和性能变化,研究高速永磁电机背绕式定子绕组感应电势的变化及轭部漏磁场对铁心磁密分布的影响,对比分析定子槽口对电机主磁路漏磁通影响及引起各种损耗分布变化。结果显示,背绕式绕组会增加绕组感应电动势,并使定子轭部负载磁密略微降低;通过合理设计槽开口,能有效减小转子涡流损耗。     

迅速掌握三相异步电机定子绕组的分布规律

笔者根据多年从事电机教学的体会及电工培训的实践经验,介绍从电机绕组的最基本特性入手,根据绕组对称性(三相绕组结构及分布规律的相同及每相绕组在定子槽中的均匀分布)的概念,运用推理的方法,可以简单而迅速地确定三相电机定子绕组的分布规律.     

核电站循环冷却水泵电机定子绕组温度高原因分析与处理

针对核电站循环冷却水泵电机定子绕组温度高问题,分析电机风路结构并得出结论,在此基础上对电机进行局部改造以改善电机内部风路结构,使有限的冷却风量得到充分利用。改造后进行电机模拟负载试验,循环冷却水泵电机定子绕组温度较改造前下降了约18℃,处理效果明显。     

超临界汽轮发电机定子股线堵塞对温度分布的影响

为分析水内冷发电机定子绕组堵塞故障下绕组的发热问题,采用数值方法计算空心和实心股线的涡流损耗,建立定子流体场与温度场共轭传热计算模型,得到发电机径向通风沟和空心绕组内流体复杂分布,将所得温度结果与实测值进行了对比,验证计算结果的准确性;分析发电机空心股线发生堵塞故障下定子线棒的温度分布,研究股线堵塞位置及堵塞根数对发电机绝缘性能的影响;提出一种有效降低堵塞故障下绕组最高温度的绕组新结构,绕组采用该结构能使发电机发生堵塞故障后最高温度降低47℃,为预防主绝缘老化及热应力对电机绝缘的损害提供理论依据,降低发电机股线堵塞故障下绝缘烧毁隐患的发生。     

新能源汽车扁铜线绕组电机槽内绝缘等效导热系数分析与计算

新能源汽车永磁驱动电机(PMDM)功率密度的不断提升对电机散热性能提出了更高的要求,定子绕组绝缘系统的传热特性是控制电机热点温度的主要瓶颈。针对定子齿槽、扁铜线绕组和绝缘材料的尺寸偏差及渍漆填充率对车用扁铜线绕组永磁驱动电机定子槽内绝缘系统传热性能的影响,提出了定子槽内绝缘系统等效导热系数的计算方法,并据此开展了尺寸偏差和工艺参数的参数敏感性分析。采用电磁场、温度场与流体场的耦合分析方法,利用槽内绝缘等效导热系数,研究了绕组损耗分布差异时具有不同导热能力绝缘材料的扁铜线绕组电机不同工况下的温度分布。完成两台110 kW样机的制造及测试。仿真与实验结果的对比分析验证了提出的定子槽内绝缘系统等效导热系数计算方法的准确性。     

舵机用永磁同步电机的设计与温度场分析

针对舵机用大功率永磁同步电机转动惯量低、功率密度高、短时工作制的特点,对定子绕组形式和槽极数配合做了较为合理的选择,确定了电机基本尺寸。电机电磁场有限元分析结果表明,电机具有较高的电气性能。由于电机功率密度高,电磁有效部位细长,电机转速较高,电机温升问题突出。根据传热学理论,建立了永磁同步电机三维瞬态温度场求解模型,确定了表面散热系数。通过有限元分析得到了电机定子绕组铜耗、定子铁心铁耗以及永磁体和转子护套内的涡流损耗。将定子槽内和端部处导线分别等效成若干个导热体、分布排列,得到了更加符合实际情况的电机三维瞬态温度分布结果。试验结果表明设计方案合理。     

高速机车牵引电机定子绕组匝间电压分布特性的仿真研究

基于JD116型变频牵引电机,建立定子槽模型,通过有限元分析定子槽的电磁场计算绕组分布参数值;利用MATLAB仿真软件建立变频调速牵引电机定子绕组高频等效电路模型,探讨了电机定子绕组匝间电压的分布特性.仿真结果表明,增大输入脉冲电压的上升沿时间、减小等效匝对地电容和绕组自感可以改善绕组匝间电压的分布.该结果为变频牵引电机绝缘材料的选取、绝缘结构的优化设计提供了理论依据.     

油冷电机定子冷却结构散热仿真研究

针对电机散热问题，新能源汽车所用油冷电机在定子内部建立冷却结构，引入油来直接冷却定子及绕组。而优化定子冷却结构可以提升电机散热性能来达到提高电机功率密度和效率的目的。定子内部和喷油环通入冷却油后，流动状态复杂多变，故采用计算流体动力学仿真方法，建立油冷电机三维CFD模型，对电机内部流场和温度场进行有限元计算和分析，得到内部流体流动特性和电机温度分布特性。并主要分析定子冷却结构的入油口结构和喷油环关键冷却参数对流场及温度场分布的影响，并加以优化。最终优化的方案相比于优化前的方案，可使电机温度降低5～10°C。试验结果进一步验证了冷却结构散热仿真的准确性，为油冷电机技术的应用和推广提供了有力支撑。     

双绕组感应发电机定子槽漏感计算研究

定子漏电感是定子漏感参数的重要组成部分.双绕组感应发电机定子上两套绕组的结构与分布比传统的三相电机更复杂.采用解析法对不同绕组结构的双绕组感应发电机定子槽漏电感进行了系统地分析,导出了两套绕组槽自漏感、互漏感与节距之间的关系式,对电机设计有一定帮助.     

开关磁阻电机绕组气隙建模及最佳气隙宽度确定方法

针对开关磁阻电机定子槽内双绕组间因存在不规则气隙而导致其温度场分析建模困难的问题,提出一种双绕组气隙的改进建模方法。分析了电机双绕组间气隙总截面积的计算方法,研究了双绕组气隙的模型结构与最佳气隙宽度的确定方法,在此基础上建立了开关磁阻电机的三维有限元模型,并采用有限元法对其温度场进行了分析,得到开关磁阻电机的温度场分布,通过对不同气隙宽度下的温度场分析并采用数值拟合方法得到其气隙宽度与相应温度间的函数关系,利用该函数关系及相应的实测温度值,即可得到双绕组气隙模型的最佳气隙宽度,该方法因有效提高了开关磁阻电机温度场分析结果的准确性,因而具有较好的应用价值。     

一种新颖的电机风路结构

介绍了一种新颖的电机风冷结构,可以对电机的定子和转子同时进行冷却,而且还可以使电机绕组两端的温度分布基本均匀,避免因绕组两端温差过大导致冷却效果不佳,进而影响到电机整体运行的可靠性。     

新型双定子混合励磁风力发电机三维有限元分析及实验研究

提出一种新型双定子混合励磁风力发电机,分析电机的结构特点及工作原理,计算电机的空载磁场分布、静态特性及空载特性,并对样机进行实验研究。基于三维有限元方法,采用ANSYS软件计算了电机的空载磁场分布,得到了空载内外定子电枢绕组磁链、内外定子电动势及合成电动势;根据磁链法分别计算了电枢绕组和励磁绕组电感等参数;分析了电机额定转速400 r/min时的空载特性。理论分析与实验结果表明：采用双定子的电机结构可使电机空载相电动势比相同条件下的单定子电机增加约23%;通过调节励磁电流,发电机相电动势在90~110 V之间变化。由圆套筒型整体永磁体组成的串联磁路并设置2个定子的新型电机结构可有效地提高低速电机的发电能力;双定子混合励磁风力发电机具有较好的调磁性能。     

集中绕组弧形直线感应电机性能分析

针对分布绕组弧形直线感应电机端部绕组过长、用铜量较大、端部电阻较大,所占空间较多等缺点,采用一种集中绕组弧形直线感应电机结构。在其他参数相同的前提下,改变电机绕组的连接方式,对其端部绕组长度及所占空间进行计算,分别建立有限元模型,分析对比不同绕组结构电机处于空载、负载和指定转速状态下的定子铜耗、电流的大小及机械特性。结果表明,与分布绕组弧形直线感应电机相比,集中绕组弧形直线感应电机端部绕组长度减少10.93%,绕组所占空间减少66.12%;不同状态下定子电流最大可减小49.3%,铜耗最大减小35.5%;转差率相等时转矩减小53.98%。     

同步发电机定子绕组温度的带电测量

一、概述发电机定子绕组温度的正确测量和规定,对电机的安全运行有着重要作用,不同绝缘材料的定子绕组,有着不同规定的允许温度。众所周知,发电机运行中允许的负荷是由转子和定子绕组及定子铁的极限允许温度来决定。由于定子绕组在运行中有较高的电压,一般情况下难于直接测量定子绕组的铜线温度,在通常测量中采用在绝缘外层埋设     

高压电机定子采用散绕组的绝缘结构分析

高压电机的定子通常采用成型绕组,同时需配套开口槽,导致电机成本增加、气隙磁场谐波含量增大、齿槽转矩增大等一系列问题。为了解决上述问题,可以采用散嵌圆铜线绕组。对于高压电机采用散绕组,绝缘问题是关注和研究的重点。以1台高压散绕组电机为例,利用有限元法分析了高压电机采用散绕组的绝缘结构可靠性,分别分析了匝间绝缘、主绝缘、层间绝缘和端部绝缘的绝缘情况以及主绝缘被冲片毛刺划伤情况下的电场强度分布,并根据分析结果针对电机槽内绝缘做出了优化,制造了1台样机并对样机进行了耐电压试验。验证了高压电机定子采用散绕组在一定程度上是可行的,为高压电机定子绝缘结构设计提供了参考。     

凸极电机定子风路变化对热流场影响

随电动机单机容量不断增大,电磁负荷随之提高,电机内部发热量增长显著,通风方案设计将影响峰值温度的数值,对冷却效果起决定性作用。为降低峰值温度,确保电机安全稳定运行,本文以某空冷凸极同步电动机为研究对象,基于计算流体动力学(CFD)原理,采用有限体积法,求解三维湍流流动控制方程组,得出定子绕组不同冷却风路布置方案设计情况下的三维流场及温度场的分布特点,分析了定转子各部分风路中空气流量分布特点以及定转子固体部件温度分布情况,得出冷却效果较好的定子空气冷却风路布置。结果表明,凸极电机定子铁心段绕组空气冷却风路布置影响定子绕组峰值区域及数值大小。结果可为大容量凸极电动机通风系统结构设计提供参考。     

定子双绕组电机槽漏感计算与绕组分布关系的研究

对于定子双绕组电机,两套定子绕组共存于同一槽中,存在互漏感磁链耦合,槽漏感的计算与绕组节距、两套绕组夹角及绕组在槽中的分布有一定的关系,其计算不能套用现有的计算公式,需要进一步地研究。本文主要采用解析法研究不同绕组分布形式下的定子双绕组电机槽漏感的计算问题,导出了相同匝数两套绕组槽自漏感、互漏感与节距之间的关系式。     

异步电动机定子绕组三维温度分布的测试与分析

为提高电动机运行温度保护的性能,本文针对全封闭外置风扇冷却电动机定子结构特点,设计了异步电动机温度测试方案,测量了定子绕组三维温度分布。测量结果表明,由于结构的不对称以及由此导致的散热条件不对称,电动机定子绕组的温度分布也是不对称的,最高温度区域位于接线盒区域的绕组端部。在电动机温度分布测试结果的基础上,分析了定子绕组温度分布特点及其原因,提出了电动机保护和优化设计的新思路,为实现电动机运行温度保护奠定基础。