削弱和抑制异步电机附加转矩的若干途径

如何削弱和减小由定、转子谐波磁势所产生的附加转矩、改善电机起动性能,是三相笼型异步电动机设计和生产制造过程中的一个十分重要的问题。本文分析了定转子槽数、电机气隙、定转子槽斜度、槽配合、定子绕组型式、定子绕组的接法和并联支路数等电机的设计和工艺参数对谐波磁势的影响,讨论了削弱、抑制异步电机附加转矩的若干途径。     

双分数槽集中绕组低速潜油电机的设计分析

针对传统潜油电机需要配备减速器才能驱动潜油螺杆泵的不足,提出了一种驱动潜油螺杆泵的双分数槽集中绕组低速潜油电机,电机定子采用空间相距特定角度的两套分数槽集中绕组。根据特殊的绕组结构,对电机在不同时刻的磁势进行分析,表明电机能够产生恒定的电磁转矩。利用有限元法对电机进行二维瞬态场分析,得到了电机在空载和额定负载条件下的磁场分布及相关特性,结果验证了电机在电磁设计上的合理性。所设计电机可实现在不增大电机定子外径的情况下增加电机的极数,降低同步转速,有望实现潜油电机直驱潜油螺杆泵,从而有效降低整个采油系统的成本,抽油质量大为提升,对整个系统的节能具有重要意义。     

电动汽车用六相永磁容错电机的分析和设计

为需满足容错电机各相绕组间的电隔离、物理隔离、磁隔离、热隔离,设计分析、设计一种采用分数槽集中绕组的电动汽车用六相永磁同步容错电机。通过磁动势谐波分析,提出一种新的极槽配合方案以减小因采用集中绕组而带来的永磁体涡流损耗,同时降低了转子极对数,减小了定子铁心损耗。通过分析集中绕组电机产生转矩波动的原因,以及相间解耦后dq0变换下的电感矩阵,确定容错电机的转子设计形式。最后给出整体的电机设计方案和性能参数。     

槽配合对单绕组双速直槽异步电动机空载磁场及损耗的影响

大功率单绕组双速电机转子通常采用直槽结构,无法通过斜槽来削弱齿谐波。为了研究直槽情况下,定转子槽配合变化对单绕组双速电机空载磁场及损耗的影响,以一台定子槽数为48的15/3 k W,4/8极单绕组双速电机为例,利用时步有限元法对比分析了不同槽配合时电机内部磁场及铁耗、定转子铜耗的变化规律。结果表明:随转子槽数增加,气隙径向磁场基本不变而切向磁场高次谐波含量增加;与少槽配合相比,多槽配合时定子铜耗和转子高频附加铁耗均略微增加;转子铜耗先减小后增加且在多槽配合时远大于少槽配合。样机实验对比验证了该分析的正确性。研究结果可为合理选择单绕组双速电机槽配合提供重要的理论依据。     

不同极槽数配合的分立定子混合励磁磁通切换电机研究（英文）

混合励磁电机使用永磁体和励磁线圈共同作为励磁源,可以集成永磁电机高效率、高功率密度以及电励磁电机灵活调磁的优点。该文将研究一种分立定子混合励磁磁通切换电机,该电机的永磁体和励磁线圈均置于定子以省略电刷滑环,同时采用双定子结构以解决传统定子混合励磁电机的定子空间拥挤问题。该电机遵循磁通切换原理,静止励磁源产生的磁通被凸极转子调制,进而在电枢绕组上产生双极性交变磁链。该文将介绍该电机运行原理,并重点研究不同定转子极槽数配合的电机电磁性能,以说明该类型电机兼具高转矩密度和强调磁能力。此外,分析关键设计参数对电机转矩密度和调磁能力的影响,为电机设计提供指导。最后,制作并测试2台样机以完成实验研究。     

多相电励磁双凸极发电机的极数和极弧系数研究

电励磁双凸极发电机(wound-field doubly salient generator,WFDSG)的极数和极弧系数设计不当会导致电机产生较大的定位转矩和励磁绕组反电势。为了设计容错能力强、电压脉动率小的多相WFDSG,该文对多相WFDSG的极数和极弧系数进行了研究。在分析多相WFDSG原理的基础上,确定了多相WFDSG的设计要求;分析了定转子极数和极弧系数等结构参数对各绕组电感、电动势等性能参数的影响规律,推导了多相WFDSG普遍适用的定子极数、转子极数和定转子极弧系数等结构参数的约束公式,为设计多相双凸极电机提供理论基础。依据上述理论设计了一种12/9极四相WFDSG,利用有限元软件对传统WFDSG和该文设计的新型四相WFDSG样机进行了对比分析,试制了样机并进行了实验。仿真和实验结果验证了所提出的设计方法和电机结构的合理性。     

分数槽集中绕组定子磁动势的分解

介绍了单元电机的基本概念。以12槽双层的分数槽集中绕组为例,给出绕线原则,并在不确定单元电机极对数的情况下,用交流电机绕组理论、函数的傅里叶级数展开两种方法,从一个线圈、一组线圈、一相绕组到三相绕组详细推导了分数槽集中绕组各次谐波的绕组因数和磁动势,得出了分数槽集中绕组的一般特点和普遍规律。最后指出转子极对数接近但不等于定子槽数的一半是采用分数槽集中绕组的永磁电机的最佳选择。     

小型五相感应电机设计及槽数选取分析

针对某小型五相感应电机基于磁路法开展初步设计,利用Ansoft软件对电机槽型进行了优化设计,并介绍了通过绕组函数法计算其电感参数的方法;针对小型五相感应电机中定转子槽数进行了筛选,针对定子20槽、30槽、40槽、转子26槽的电机分别进行了仿真分析,验证了设计的合理性,从起动转速、定子电流、径向气隙磁密的仿真对比分析,得出定子40槽可以作为转子26槽的小型五相电机优选的结论。     

分数槽单层绕组与双层绕组的应用试验及其谐波分析

一、概述在电机设计中,绕组设计是一个最主要的工作。绕组设计得是否合理,既影响到电机的力能指标,也影响到电机的运行性能和起动性能。绕组设计得优与劣,不仅与槽数的选择有关,而且还与绕组结构有关。因此绕组设计既要注意槽数的选择,又要注意绕组结构。在设计中,定子(或绕线转子)的槽数,尽可能使每极每相为整数槽,而不是分数槽,但是为了减少工装的制造费用,力求产品有较低的制造成本,     

分数槽集中绕组永磁球形电机定子磁场分析

永磁球形电机电磁转矩需要定转子磁场的共同作用,为了改善定子磁场分布,对定子磁场和齿极数选择方法进行分析。根据分数槽集中绕组电机理论,结合矢量运算,得到电机相数为任意值时旋转和倾斜的参考电流方程。以9齿8极的永磁球形电机为模型分析,利用有限元仿真和最小二乘法,得到定子线圈磁场的分布和各次球谐波的系数,证明参考电流法可以产生与转子磁场同步的定子磁场,进一步分析不同齿极数组合的球形电机的定子纬度线的磁场谐波分布,结果表明谐波次数与齿极数的最大公约数t和相数m有关。     

感应牵引电机定子绕组涡流附加损耗分析

高功率密度感应牵引电机具有结构紧凑、磁通饱和度高、工作频率高、单位体积损耗密度大等特点。高工作频率导致定子绕组趋肤效应和邻近效应明显增加,在定子绕组中感应高频涡流附加损耗,引起附加铜耗大大增加。基于感应电机内部谐波磁场理论分析定子绕组涡流附加损耗的来源、计算方法及影响因素,并对一款4极650 kW感应牵引电机进行了详细有限元分析。分析了感应牵引电机定子槽内磁场分布、槽内磁场的各次谐波、谐波幅值与距槽口深度的关系,并计算了槽内导体的涡流附加损耗。计算结果表明槽口附近导体的涡流附加损耗最大,随着距离槽口深度的增加,槽内导体的涡流附加损耗呈明显减小的趋势,通过合理设计定子槽口深度可以有效减小槽口附近导体的涡流附加损耗。     

4/8极双绕组双速三相异步电动机的并联路数及接法

讨论并分析的是4/8极双绕组双速电动机的并联支路数(以下简称电机)。电机的定子有两套绕组,转子是其中一个。除每一个定子绕组与转子之间的感应电势外,定子的两套绕组之间也有感应电势,如果并联路数选择错误或接法不正确电机都将不能正常工作。     

一种适用于谐波起动电动机的新型定子绕组

通过对谐波起动电动机广泛采用的定子绕组存在问题的分析,提出了一种结构更加简单、控制更加方便的定子绕组,该定子绕组线圈的匝数、线规都相同,解决了谐波起动电动机定子绕组不等匝引起的设计和制造工艺困难的问题.对该绕组的设计方法进行了分析和介绍,并以8极72槽定子绕组实例加以说明.     

Analysis and characteristics of a permanent magnet-type bearingless motor

Super-high-speed and high-power electric machines are required for turbomolecular pumps and spindle drives. High rotational speed and high-power drives can be achieved with bearingless motors. In this paper, a bearingless motor with principles of permanent magnet-type synchronous motors is proposed. High-power factor and high efficiency can be expected in permanent magnet-type bearingless motors. The proposed bearingless motor is a 4-pole permanent magnet synchronous motor, in which additional 2-pole windings are wound together with 4-pole motor windings in stator slots. With currents of 2-pole windings, radial magnetic forces are produced to support a rotor shaft. Principles of radial force production of surface-mounted permanent magnet bearingless motors are analyzed mathematically. The relationships between radial forces and the permanent magnet thickness were derived. From these relationships, the optimal permanent magnet thickness to produce radial forces efficiently is found. A test machine was built to confirm the relationships of radial forces, currents and voltages.     

连云港华牙750带钢用大直流电动机技术

目前,国内大直流电机技术很多还是沿用上世纪80年代引进的德国技术。通过4 200kW电动机设计,阐述大直流电机技术在德国技术基础上的优化,详细说明了电磁设计中每槽3片全节距异槽单迭绕组的选择以及该种绕组的优势;同时介绍了电枢铁心的斜槽结构及工艺特点和星形辐板盒形支臂电枢结构的套轴工艺;简单介绍了定子结构、电枢支架结构、电枢变断面绕组的选用以及电机的绝缘工艺。     

低压大功率14极电机降低噪声的方法浅析

低压大功率14极电机设计的关键是控制其噪声,而主要是电磁噪声。从设计角度最有效降低噪声的方法是采用定子斜槽及采用磁性槽楔。     

高温超细长潜油永磁电机温升研究

潜油电机槽满率低、振动大,增大了绕组绝缘损坏的风险。为此,提出一种定子模块组合式潜油电机(MCSPMM)结构,能够有效增大电机的槽满率,减小电机振动。但在高温高压的工作条件下,需要对这种特殊结构电机的温升进行进一步设计和校核。由于实际工况下电机温升测试困难,为了确保电机运行的稳定性,对超细长潜油永磁电机的温升进行了研究。其发热量可用热负荷进行近似考量并用有限元进行了验证,计算极限工况下电机的温升分布,为超细长MCSPMM的设计提供重要依据。     

极槽配合对分数槽外转子无刷直流电机性能影响研究

介绍了无刷直流电机(BLDC)分数槽绕组的极槽配合原则,分析了极槽配合对外转子无刷直流电机绕组连接方式、绕组系数、气隙磁场、计算极弧系数、齿槽转矩、定子磁动势谐波、定子铁损耗等影响,并通过Ansoft和Matlab软件对12槽8极、12槽10极、12槽14极和12槽16极四种极槽配合电机进行仿真,验证了理论分析的结果,为电机设计提供了理论依据。     

基于定子磁障的分数槽集中绕组永磁同步电机应用设计与分析

分数槽集中式绕组（FSCW）存在谐波含量大的缺点,易引起定转子铁心损耗和振动噪声问题,限制了其在高端领域的应用。以采用FSCW的12槽14极永磁同步电机(PMSM)为研究对象,使用有限元软件进行仿真,分析定子非绕线齿中的磁障对磁动势谐波、电磁转矩、铁心损耗及径向电磁力的影响,并与传统永磁电机进行对比。仿真结果表明,采用定子磁障的电机能够有效降低绕组磁动势低次谐波,1、3、5次谐波分别下降了87%、84%和30%,铁心损耗减小了21.1%,低阶径向电磁力减小了20%以上,实现了对噪声和振动的有效抑制。     

定子模块化分数槽集中绕组电机性能分析

通过在两种槽极配置（12槽10极与12槽14极）电机定子非绕线齿中插入间隙,对分数槽集中绕组电机的定子进行模块化设计。使用有限元软件建模仿真,与传统一体式电机进行对比。分析发现,模块化电机定子间隙的存在改变了定子磁路,从而影响电机的电磁特性、转矩特性以及损耗特性。定子间隙对电机性能的影响也同时得以明确,结果表明,定子间隙的存在提升了12槽14极电机的绕组因数、输出转矩,运行效率等。和12槽10极电机相比,少槽多极（12槽14极）分数槽集中绕组电机更适合进行模块化改造。