基于稀土永磁同步电动机起动特性研究转子磁路结构设计

稀土永磁同步电动机由于转子磁路结构不对称产生的凸极效应转矩和永磁体产生的发电机制动转矩,影响起动过程的性能,严重情况下致使无法牵入同步运行。本文基于稀土永磁同步电动机起动过程特性的理论分析,结合典型规格样机参数与性能的计算值和起动过程的电磁转矩的实测曲线,阐述d、q轴电抗对起动过程性能的影响,研究永磁同步电动机转子磁路结构设计。     

稀土永磁同步电动机异步软起动研究

介绍了异步软起动高效稀土永磁电动机的原理、结构及研制过程。对普通异步起动稀土永磁同步电动机在使用过程中存在的起动电流大、振动大、起动困难等问题加以剖析和研究,并提出对策。异步软起动高效稀土永磁电动机在保持普通异步起动稀土永磁同步电动机高力能指标的同时其起动性能也得到较大的改善。     

稀土永磁同步电动机异步软起动研究

介绍了异步软起动高效稀土永磁电动机的原理、结构及研制过程。对普通异步起动稀土永磁同步电动机在使用过程中存在的起动电流大、振动大、起动困难等问题加以剖析和研究,并提出对策。异步软起动高效稀土永磁电动机在保持普通异步起动稀土永磁同步电动机高力能指标的同时其起动性能也得到较大的改善。     

高压永磁同步电动机转子不同结构的起动性能分析

高压永磁自起动同步电动机从起动到牵入同步过程是一个复杂的机电瞬变过程.在电动机设计过程中,如何使电动机的起动性能、牵入性能以及稳态运行的过载性能达到协调统一是个不容忽视的问题.基于永磁电动机转子结构的改进,本文对高压永磁同步电动机的起动过程进行了数字仿真,研究了动态起动过程,研究了直轴同步电抗、交轴同步电抗以及两种同步电抗的比值对起动转矩、牵入转矩以及失步转矩的影响,并在分析过程中结合所得结论对一台315kW、6kV高压永磁自起动同步电动机及其改进结构进行了研究论证.仿真及试验结果表明,转子结构改进后的高压永磁同步电动机在起动过程中的几种性能上各有所长,互有得失,所得这些结论对推动高压永磁自起动同步电动机的实际运用具有指导意义.     

运用状态变量法分析稀土永磁同步电动机的起动特性

起动性能是永磁同步电动机重要研究课题之一。若采用传统的座标变换法,由于起动过程中的转速是未知量,不能使非线性的运动方程变换成常系数微分方程,达不到简化计算的目的。另外,座标变换的前提是假定电机磁路是线性的并忽略空间磁通密度波的谐波分量。一般说来,实际电机与这种假定有很大差别,因而不能得到精确的计算结果。用状态变量法研究起动特性,可以不用座标变换而直接求解相方程式,不仅可以考虑饱和和谐波因素,而且比较方便。本文讨论用状态变量法研究稀土永磁同步电动机起动特性的具体方法和结果。     

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。     

新型两极异步起动混合永磁同步电动机研究

与异步起动钕铁硼同步电机相比,异步起动混合永磁同步电机在保证起动性能和稳态性能的情况下,具有制造成本更低的优势。然而异步起动混合永磁同步电机在起动过程中,铁氧体存在较大的不可逆退磁风险,这是该类电机在设计上需要特别注意的地方。本文以一台3kW两极异步起动混合永磁同步电动机为例,采用瞬态有限元仿真的方法分析导条均匀分布的常规转子结构和导条非均匀分布的新型转子结构下电机的起动和同步运行性能,并重点研究电机在起动过程中的退磁情况。最后将新型转子结构下的异步起动混合永磁同步电动机与异步起动钕铁硼同步电动机以及工业异步电动机进行综合比较。结果表明,新型转子结构下铁氧体的抗退磁能力较强,且该结构下的异步起动混合永磁同步电动机具有较优的性价比。     

异步起动永磁同步电动机转子磁路拓扑结构发展综述

异步起动永磁同步电动机由于采用永磁体励磁,其具有体积小、效率高、功率因数高等优点,应用越来越广泛。在异步起动永磁同步电动机设计与开发过程中,转子结构的设计是其中的关键问题之一。因此针对异步起动永磁同步电动机的不同性能,产生了多种转子拓扑结构。本文通过对文献的检索,整理分析了不同磁路拓扑结构对电机性能的影响极其优缺点,希望能为后续研究者提供一些有益的、可参考的依据。     

单相永磁同步电动机起动过程的运动方程及相关分析

基于达朗贝尔定律的起动过程运动方程,分析了单相永磁同步电动机起动时的各种转矩的特性与相互关系,以及一些结构参数对其性能的影响。     

小型混合式永磁同步电动机的起动分析与计算

对永磁同步电动机的起动进行了分析，并对所研小型混合式稀土永磁同步电动机进行了计算与试验，证实了样机具有较好的起动性能．     

永磁直线同步电动机起动性能分析

介绍了永磁直线电动机的基本结构,从其基本原理出发,建立了永磁直线同步电动机的动态模型,分析了永磁直线电动机在起动过程中的电枢电压、电流、推力及起动速度等,进行了MATLAB仿真和永磁直线同步电动机微机测试装置的测试,并对实验结果进行了分析。     

提高稀土永磁同步电动机综合起动能力的设计措施

对稀土永磁同步电动机起动过程T-s特性曲线进行了分析,提出利用REPMSM起动过程中集肤效应对转子参数影响,设计转子槽形,产生大、平、硬的异步驱动转矩特性;采用定子绕组半倍极或少极设计,使电动机高滑差起动,以削弱发电制动转矩的设计方法,提高了REPMSM综合起动性能.样机对比试验验证了设计措施的优点.     

自起动永磁同步电动机堵转饱和效应的时步有限元分析

电动机的堵转电流是反映其起动性能的一项重要指标,对自起动稀土永磁同步电动机的大量实测过程中发现,其三相堵转电流的幅值明显不相等,且随转子堵转位置不同发生变化。本文以现场55kW样机为例,利用时步有限元方法对不同情况下的堵转起动进行计算,通过研究磁通密度的变化与分布,分析转子磁路结构不对称及永磁体引起的饱和对堵转电流的影响,揭示了造成永磁电机三相堵转电流幅值不等的主要原因在于永磁体所引起的饱和对各相磁路作用不均衡,即"堵转饱和效应"所导致。结合现场实测数据,对比转子不同位置、永磁体不同型号下堵转电流的计算结果,说明结论的合理性。     

定子斜槽结构对永磁同步电动机影响的分析

从齿槽转矩及电磁转矩两个方面分析定子斜槽结构对永磁同步电动机的影响,利用二维有限元分层法,对永磁同步电动机直槽结构与斜槽结构进行对比,并分析不同斜槽结构永磁同步电动机齿谐波、起动性能及脉动转矩的影响。     

三相异步起动永磁同步电动机起动特性

针对永磁电机牵入同步困难的问题,依据永磁电机基本原理和电磁场理论,对异步起动永磁同步电动机的起动性能进行了研究。以一台18．5kW6极切向式三相异步起动永磁同步电动机为例,建立永磁电动机起动过程的数学模型,给出了求解域和假定条件下的有限元方程,采用场路结合法计算了异步起动永磁同步电动机的瞬态电磁场,分析了样机的起动过程及隔磁磁桥尺寸变化和绕组排列不同对电机起动性能的影响。通过样机对模型仿真分析可知,样机具有较好的起动性能,能快速牵入同步转速,采用单双层绕组时起动性能要比采用双层绕组时的起动性能好;隔磁磁桥尺寸对电机的起动性能影响很大,其过大或过小都会使起动性能变差,不利于牵入同步转速。     

实心转子永磁同步电动机的动态转子参数及起动特性的计算

采用场路结合的方法,建立了求解了二维涡流场方程－－定子电压方程的耦合有限元方程。并借助了电路分析,计算实心转子永磁同步电动机起动过程 的动态转子参数,同时用端部系数计入端部效应的影响,从而获得转子胡滑差ｓ的变化曲线。在此了建立永磁同步电动机卢动过程的计算机仿真数学模型,用龙格－库解之,便可得到各种动态特性。此法可用于研究电机的起动特性、分析电机参数和永久磁钢特性及电机劝性能的影响,进而可改进电机的     

永磁体分散性对自起动永磁同步电动机的影响

由于批量生产的永磁材料在性能上存在不可避免的分散性,会造成永磁同步电动机性能的差异,采用理论分析与性能计算相结合的方法,研究了永磁材料性能的分散性对永磁同步电动机起动性能、空载性能和额定性能的影响,并以380V、22kW、6极永磁同步电动机为例进行了实验验证.结果表明:永磁体性能的分散性影响起动过程中的最小转矩,对电机的起动有较大影响;永磁体分散性对空载电流、空载功率因数、负载功率因数和过载能力影响较大,而对额定运行时的效率、电流影响不大.     

稀土永磁同步电动机启动特性的研究

稀土永磁同步电动机具有效率高、功率因数高的特点,是一种高效节能产品。但是,由于转子磁路结构不对称,以及永磁体激磁效应,使得启动过程比普通异步电动机复杂得多。如果转子磁路结构设计不合理,稀土永磁同步电动机启动过程将卡在非同步转速状态,本文结合样机实测的启动过程转矩M-转差率S曲线特点,对稀土永磁同步电动机启动特性进行分析。     

提高稀土永磁同步电动机综合起动能力的设计措施

对稀土永磁同步电动机起动过程T-s特性曲线进行了分析，提出利用REPMSM起动过程中集肤效应对转子参数影响，设计转子槽形，产生大、平、硬的异步驱动转矩特性；采用定子绕组半倍极或少极设计，使电动机高滑差起动，以削弱发电制动转矩的设计方法，提高了REPMSM综合起动性能。样机对比试验验证了设计措施的优点。     

永磁同步电动机的起动和运行性能的计算

永磁同步电动机具有比较高的效率和功率因数,并且具有运行平稳、易于控制、过载能力高和噪声小等特点,在当今世界能源紧张的形势下,它的应用场合正在日趋扩大。因此,推广应用永磁同步电动机是目前重大的节能措施之一。但是,这种电机由于采用了永磁体励磁,它在起动时既不能像异步电动机那样,依靠基波的异步转矩可以顺利地到达额定转速,也不能像同步电动机那样,依靠基波的异步转矩到达亚同步速,再进行励磁而牵入同步运行。因此起动问题在设计和运行时必须引起重视,以获得较好的运行效益和降低制造成本。本文将分析永磁同步电动机在起动过程中存在哪些转矩分量,为了能顺利起动,要考虑哪些因素的影响。然后,讨论了如何利用有限元法来进行分析计算永磁同步电动机的问题。