直线电机地铁车辆牵引系统国产化应用研究

为解决国内直线电机(LIM)轨道交通牵引传动系统关键技术及备品备件完全依赖进口、维修维护困难、车辆运营成本高的现状,研究开发了具有完全自主知识产权的大功率强迫风冷式LIM牵引变流器系统。针对LIM特殊结构引起的边端效应等问题对传统间接磁场定向矢量控制方式进行了优化。考虑到LIM次级时间常数发生变化对磁场定向的影响,导致转矩控制性能下降,提出了一种基于最小电流的参数在线辨识方法。所提方法计算简单、不依赖于电机其他参数,试验台测试结果证明了该算法的准确性和有效性。在地铁实际运营线路的试验结果表明,国产化牵引变流器各项性能满足车辆技术要求,而且效率等部分指标优于原车进口牵引系。     

城轨交通中直线感应牵引电机的效率最优控制

针对城市轨道交通中直线感应牵引电机效率较低问题,从控制角度研究电机的效率最优控制策略。建立直线感应牵引电机的数学模型,考虑边缘效应的影响将推力与磁通进行解耦,在分析法向力组成与特性的基础上,得出以初级电流为变量的数学表达式,结合最优化理论,考虑多个优化目标建立损耗最小函数,实现在满足水平推力的条件下对电机铜耗与法向力造成损耗的最优控制。仿真研究对比了采用普通矢量控制与本文所提方案的运行状况。仿真结果表明,直线感应牵引电机行程中恒速区段时间越长,损耗减少得越大,效率提高得越高。     

1000 MW强迫风冷封闭母线技术设计研究

依据广东岭澳核电站二期2台1000MW发电机组采用强迫风冷母线国际招标书中的技术条件,进行研究,提出了强迫风冷离相封闭母线的发、散热计算程序;冷却用风速、风量、风压的计算条件及风机、冷却器的选择等问题,促进实现强迫风冷封闭母线国产化。     

基于解耦策略的直线感应牵引电机法向力自适应最优控制

中低速磁悬浮列车和部分地铁车辆均采用直线感应牵引电机作为驱动机构,该电机特有的边缘效应和法向力对直线感应牵引电机的效率以及性能均产生很大的负面影响,因此直线感应牵引电机采用常规的电传动控制策略并不能取得良好的控制效果。该文充分考虑边缘效应的影响,建立了直线感应牵引电机的数学模型。将推力与磁通进行解耦,并分析磁通、推力与电流控制环节的非线性与时变性,提出了神经自适应控制的设计方法。分析了法向力的组成与特性,得出其数学表达式,以推力与磁通解耦为基础,结合最优化理论,考虑多个优化目标建立损耗最小函数,实现直线感应牵引电机的损耗最优控制。计算机仿真与实验对所提控制策略与传统控制策略进行对比,验证了该方法在典型工况下的有效性。     

大功率强迫风冷散热器高海拔冷却性能研究

通过分析海拔高度对空气的热物性影响,结合散热器自身几何特征、热力学原理,建立了强迫风冷散热器数学模型,提出一种基于0 m海拔实测数据的散热器高海拔热性能参数换算方法。高海拔环境箱模拟试验,验证了该换算方法的准确性,压损和温升偏差均在5%以内。研究成果对应用于高海拔环境的大功率电力电子装置的热设计和可靠性评估提供了重要的方法和工程参考依据。     

大电流强迫风冷发电机出线箱过热问题

核电100万kW级半速发电机组输出电流大,配套的出线箱采用了强迫风冷技术.发电机出线部位磁场复杂,空间有限,出线箱散热与尺寸问题无法同时解决,导致电厂发电机出线箱过热问题频发.针对典型的发电机出线箱过热问题,提出问题分析思路和源头解决方案.通过排除法详细分析出线箱过热的原因,同时通过电磁热仿真分析方法进行过热部分改造前后参数比对验证.采用电磁热仿真分析方法,可以在设计阶段提前发现发电机出线箱过热问题.     

交通牵引大功率单边直线感应电机性能研究

从单边直线感应电机(SLIM)气隙磁密方程入手,引入绕组函数方法,将次级绕组分为基波和边端效应波分量。根据初级绕组分布,推导出两相静止坐标下的初级绕组函数,解出次级绕组基波和边缘效应波分量。由绕组函数理论计算出电感、品质因数、次级电阻和运动电势系数,建立电压和磁链方程。根据初次级能量转换关系,得到推力方程。通过恒流恒频下的暂态特性和几种变频模式下的稳态特性计算,比较了实际稳态运行中的大功率SLIM的相电流、推力和效率的计算值和测量值。结果表明,绕组函数法能较好地描述边端效应,得到的稳态推力、效率和试验基本吻合,并证明了暂态计算的真实性。该模型可用于电机设计和特性分析中,具有一定的实用性。     

对中低速磁浮列车的直线牵引电机特性设定的初步意见

与交流旋转异步牵引电机相类似,直线交流牵引电机在运行中,其输出牵引力也控制成恒力和恒功2个状态,可以充分发挥电机的固有特性。为此,选择恒力和恒功转折频率就非常重要了。通过对一台使用过的直线电机特性的分析和计算,得出了特性设定的意见。     

逆变器供电异步牵引电动机电磁设计与特性计算

针对普通工频异步电动机电磁设计和特性计算方法不适用异步牵引电动机的问题，根据异步牵引电动机的设计特点，对牵引电动机的电磁设计进行了分析，提出了牵引电动机工作特性的计算方法，然后讨论了不同工况下牵引电动机性能曲线的计算，给出了计算实例。     

垂直运动用永磁直线同步电动机分段设计研究

针对垂直运输系统用永磁直线同步电动机的特点。首先对单台电机进行优化设计，然后主要针对垂直运输系统进行分段式优化设计。介绍了分段设计的原理和准则，并通过仿真得出了优化结果。     

空空冷却增安型无刷励磁同步电动机的技术与探讨

空空冷却同步电动机因为在现场维护、安装比较方便,得到了用户的广泛使用,文章主要介绍了其设计思路和设计方案,经验证,符合相关标准要求,满足了用户需求。     

铁路机车异步牵引电动机的轴承结构设计

对于结构简单、维护量少的铁路机车异步牵引电动机来说,作为其关键部件之一的轴承往往是其中的一个薄弱点,其运转情况的好坏在很大程度上直接影响异步牵引电动机的运行可靠性。因此,在电机设计时,必须合理设计其轴承结构,包括选择合适的轴承、设计正确的润滑系统和可靠的密封结构等。     

基于遗传算法圆筒型直线感应电机的优化设计

针对直线感应电动机效率和功率因数低以及结构参数对其力能指标影响的严重非线性,把一种全局优化算法一遗传算法引入到圆筒型直线感应电机的优化设计中。结合电机优化问题的特点,将品质因数作为评价直线电机性能参数好坏的一项指标。应用遗传算法对圆筒型直线感应电动机进行优化设计,把直线电机的力功比和力能指标作为优化的目标函数,结果表明优化设计方法可行。     

改进型音圈式直线电动机有限元优化设计

为提高音圈式永磁直线电动机的推力，构建出两极永磁直线电动机的结构，建立了电动机有限元模型，计算出磁感应强度的矢量分布，并预测电动机推力，在此基础上，运用优化设计方法，求解出最优设计尺寸，保证了设计的合理性，缩短了开发周期，最后通过实验证明了这种电动机结构的性能明显优越于传统的音圈式直线电动机。     

异步牵引电机冷却设计的分析与验证

以某异步牵引电机为例,介绍了电机冷却系统设计的过程和主要原则。分析了电机内冷却介质的流动特性并提出改善流量分配的措施;通过对比电机定子绕组温升的计算值与试验值,验证了计算方法;详细分析了海拔高度对空气性质和电机绕组温升的影响,并阐述了在冷却设计时考虑运行环境因素的重要性。介绍的设计思路和结论对异步牵引电机的冷却设计具有一定的参考价值。     

永磁电励均匀混合式直线同步电机设计

本文介绍了一种新型永磁电励均匀混合式直线同步电机,分析了其等效磁路以及推力表达式,阐述了这种电机的设计要点.最后,给出了与普通电励磁直线同步电机的对比试验结果.     

Halbach型空芯直线电动机绕组磁动势及牵引力计算

从电流产生的磁场出发,推导了三相绕组产生磁动势在空芯直线电动机中的分布,并对基波磁动势进行了具体分析,得到其行波表达式。又采用解析法对Halbach型直线电动机的牵引力进行了研究,得到牵引力计算简单有效的解析公式,并用ANSYS对解析公式进行了验证,证明了解析法的准确性。     

135MW空冷汽轮发电机设计

针对135 MW空冷汽轮发电机的开发,进行了各种方案的比较,并从可靠性,技术性和经济性等方面考虑,确定了设备的设计原则。通过试验确认其设计是合理的。