行波型旋转超声电机速度稳定性研究

为了提高行波型旋转超声电机速度稳定性,分析现有双轴承支撑情况下,加工和装配误差对速度稳定性的影响,认为沿圆周压力不均衡是造成速度波动的主要原因之一。提出了单轴承支撑附加调心结构的方案,使接触界面实现压力自平衡。理论和实验分析表明,这种方案使接触界面的压力分布更加均匀,速度稳定性更好。实验结果表明,与原结构对比,在超声电机输出力矩、速度范围等主要性能指标基本一致的情况下,超声电机的空载速度波动率降低了约40.0%,波动范围达到2.0%以内。     

真空干泵驱动用电机转子热问题对比分析

针对真空干泵驱动用电机运行过程中转子热量不易散出,使热量通过转轴传导至轴承引起轴承抱死的问题,以3.0 kW驱动电机为例,分别设计了异步电机(IM)、永磁同步电机(PMSM)和双凸极永磁电机(DSPM)3种方案。在保证3种电机外形尺寸、功率等级和额定转速相同的前提下确定了结构和电磁方案。同时,基于相同的冷却条件分别对3种电机关键部件进行了温度场和应力场仿真。分析结果表明,在额定运行时双凸极永磁电机的转子温升更低,其轴承热形变量最小,能够有效降低电机运行中轴承抱死的风险,更有利于真空干泵机组的长时间稳定运行。     

新型无刷直流电机结构设计与性能分析

针对物联网通讯技术对微纳卫星提出的高性能、低成本的需求,提出了一种新型双圈磁钢无刷直流电机结构动量轮,介绍了其结构和工作原理。采用有限元法对气隙磁密进行仿真分析,结果表明,双圈构型电机气隙磁密和有效气隙磁密平均值均优于传统方案,气隙平顶宽度从传统方案的90°拓宽到120°,有效的提升了力矩输出性能。通过对无控制器状态下两种电机转速特性分析,验证双圈构型电机具有更优的动态和抗干扰性能;基于该结构设计了转速闭环PID控制系统并进行仿真分析,结果表明双圈构型电机在空载状态及突加负载两种情况下,电机达到稳定转速的时间和达到稳定转矩的时间均优于传统结构电机,且新型结构电机的脉动幅值降低约46.5%,可实现电机的高精度稳速控制。     

基于新型卡尔曼滤波器的无轴承异步电机无速度传感器控制

为了提高无轴承异步电机无速度传感器矢量控制系统的精度,提出一种新型串联卡尔曼滤波器,通过将容易变化的电机参数作为待辨识状态向量增广到系统模型中,实现电机参数的在线计算,并将得到的参数值反馈到算法中实现电机转速的准确辨识,从而减小电机参数变化对转速估算精度的影响。通过采取三个扩展卡尔曼滤波器的串联结构降低系统模型矩阵的阶数,减小实际应用中数字芯片的计算负荷。通过仿真和实验对比了在电机参数变化时传统扩展卡尔曼滤波器和新型串联卡尔曼滤波器的估计转速误差,结果表明新型卡尔曼滤波器能有效减小参数变化对估计精度的影响,确保转子稳定悬浮运行。     

应用一维有限元法分析电机主轴的临界转速

针对电机主轴转子的结构,采用一维有限元的方法,考虑了轴分布质量的平动惯量、转动惯量、陀螺效应和剪切变形的影响,建立了参数化的一维电机主轴转子动力学有限元模型,该模型便于调整轴承刚度和转轴结构尺寸参数,避免了重复建模,有利于缩短转子系统的设计周期,优化产品结构;使用该模型计算和分析了轴承刚度和中间轴直径对电机主轴临界转速的影响,结果表明,陀螺效应对电机主轴第一阶和第二阶临界转速的影响非常小,当轴承刚度大于一定值时,临界转速的增加随刚度的增加呈线性趋势,临界转速对中间轴的直径非常敏感.     

小型异步电动机振动的抑制

引起电动机振动有电磁和机械二个方面的因素。就机械因素来分析,也有很多原因。其中尤以旋转不平衡、轴承质量、轴承清洗、安装、润滑和配合等更为突出。大量试验证明,抓好以下几个主要环节,是能够有效地降低电机的振动的。 1有效地控制电机转子的残余不平衡量 1.1转子不平衡对电机振动的影响电机转子由于设计和工艺的多种原因,造成其质量分布不均匀,当转子运转时,所产生的离心力和惯性力偶将周期性地作用在轴承上,使轴承受到附加动载荷的作用而产生振动。由转子不平衡引起的振动,基频与电机转速对应的频率一致,对交流异步机而言,一般在5OHZ以下,频率较低,但是响应较大。从大量不同转速电机的频谐图中表明,转子不平衡是影响电机振动水平的主要原因。我们分别在JO_3140M—2、JO_3140M-6和JO_3160S-6计15台电机上,在相同条件和不     

CPR1000型主泵电机轴承温度波动分析及处理

主要介绍CPR1000型核电主泵电机轴承温度波动的分析及处理,并以该核电站为实例进行解析,介绍了主泵电机的推力轴承结构、测温元件的装配位置,同时系统分析了轴承测温热电偶产生波动的可能原因及检查方法。     

电机轴电流问题中轴承等效电容和电阻的计算模型

在PWM逆变器供电交流电动机运行中,轴电流问题影响着系统安全。预测轴电压和轴电流需要确定轴承的等效电容和电阻。该文通过分析轴承受到应力作用发生的弹性形变推导了轴承滚球与滚道之间的赫兹接触面积与油膜厚度的计算公式,继而得出轴承电容的计算公式。通过该模型分析了轴承电容与电机轴承温度、电机转速和轴承受力之间的关系。推导了轴承等效击穿电阻的计算公式,指出该等效电阻会随着油膜击穿点数的增大而减小。对一台变频供电2.2 kW感应电机进行轴电压和共模电压测量,结果表明所提出的计算模型是合理的。     

交流异步电机电磁噪声的若干问题

1 前言旋转电机的噪声系由通风、机械及电磁三部份组成。通风噪声的强度主要取决于风扇外径线速度、风叶形状及风道状况。对于高速电机常为造成噪声的主要因素,但一般振动频率较低,约在200～400赫之间。机械噪声主要由轴承、电刷及转子不平衡三部份产生。轴承噪声的强度则主要取决于轴承本身的质量及轴承座加工和轴承与端盖时的装配质量。电刷由于与换向器或集电环运转时产生摩擦而发出噪声,其强度取决于电刷材料,电刷数量, 弹簧压力及换向器或集电环的线速度。良好的转子平衡可以基本避免由于转子不平衡而产生的噪     

液体媒质超声波电机转速特性研究

非接触型超声波电机有效地克服了传统的接触型超声波电机因接触所引起的使用寿命短、不能长时间连续运转等缺点，是超声波电机领域一个新的研究方向。文中介绍了非接触型超声波电机的结构和运行机理，对液体的声流速度进行了理论分析，从液体性质和转子结构角度重点研究了电机的转速特性。在液体性质方面从液位高度、液体粘度和非线性参数三方面详细分析了它们对电机转速特性的影响，从中得出，在一定范围内电机转速随液位高度的增加而增大，随粘度的增加而减小，与液体的非线性参数成反方向变化。在转子结构方面从转子直径、叶片高度、叶片数和所用材料密度4方面对转速特性进行了研究，得到了与转速的关系和转速特性良好的转子结构形式。在上述分析和实验基础上提出应用具有一定参数的液体和转子可有效提高电机转速的方法。     

环形行波超声波电机面接触分析及转子结构优化设计

考虑转子的柔性变形,建立了环形行波超声波电机定转子三维面接触模型,分析了定子的振动、定转子的法向接触以及切向摩擦,研究了定转子间的面接触特性及电机的转矩-转速特性。结果显示：由于转子的柔性变形,定转子间的接触区域形状是不规则的,接触压力沿径向分布是不均匀的。通过将样机转矩-转速特性的理论计算值与试验测量值进行对比,验证了三维面接触模型。在此基础上,基于三维面接触模型,分析柔性转子结构参数变化对定转子最大接触压力及电机转矩-转速特性的影响,根据分析结果对转子结构进行优化,实现了定转子间的最大接触压力明显下降,并使电机的转矩-转速特性得以明显提升。     

A novel model of ultrasonic motors with effect of radial friction in contact mechanism

This paper is concerned with a development of the contact model of traveling wave type rotary piezoelectric ultrasonic motor, which takes into account a new three-dimensional operation mechanism between the stator and rotor. First the vibration characteristics and harmonic response of the stator are analyzed based on the mathematical model. With the derivation of the kinematical equations representing the motion of the stator surface points, the three-dimensional driving mechanism is investigated at the contact interface between the stator and rotor. We found that the distributed contact forces have not only the axial and circumferential components but also the radial component at the interface. The traditional contact model should be improved by the consideration of radial friction at the interface. So we defined driving angle α, which describes how the radial friction distributes at the interface. Furthermore it is shown that the radial friction can lead to considerable energy losses. A set simulation of motor performances based on the proposed contact mechanism is found in good agreement with experimental results. We also tried to explain how the applied normal preload force on rotor affect the natural frequency of stator by the contact interface, as is shown in our experiments.     

某凸极同步电动机三维流场数值模拟

为得到某凸极同步电动机定转子与磁极间隙内通风冷却空气的流动特点,建立主机1/8包括定子、转子的通风系统三维物理模型,并给出求解域相应的边界条件.应用计算流体力学(CFD)流体计算软件Fluent对三维湍流时均流场控制方程进行数值求解计算,得到凸极电机通风系统内空气速度与静压分布特点,并着重对转子磁极间隙、定子径向通风沟...     

基于磁感应技术的高精密一体化角度传感器

旋转式感应同步器是一种测角精度可与圆光栅媲美的高精密磁感应角度传感器,包含定、转子两个部件,传统旋转式感应同步器定子、转子为分装式的,安装条件要求非常高,且这种分装式的旋转式感应同步器需匹配后续的放大、滤波及解码电路,这使得整个系统集成度不高,应用不便利。针对该问题研究了一种基于定子轴承基座的一体化嵌入式结构设计,通过增加轴承、连接轴等零部件将传统分离式的感应同步器定子、转子以及解码板封装在一起形成一个整体的封闭式结构,经实测其测角精度可达到±2″以内,从而彻底解决了旋转式感应同步器安装困难的缺点,实现了一种能与国外先进产品兼容的编码器形式产品。     

大型水轮发电机几个关键技术问题的分析

本文对大型水轮发电机定子、转子和推力轴承等主要部分的几个关键技术问题进行了分析论证,提出整圆装压、合理选取机座刚度、提高定子铁芯和磁轭压紧力、推广双向变极距磁轭叠片方法、采用圆盘式转子支架及大面积支承液压弹性推力轴承等大型水轮发电机技术改进方向和途径.     

永磁同步电机定转子合装工艺的研究及应用

针对永磁同步电机(PMSM)定转子合装时容易吸附在一起导致定子绕组和轴承擦伤等问题,分析了定转子相吸的具体原因,提出一种简单实用的定转子合装工艺方案,并通过现场试装验证了该方案的可行性。最后将PMSM定转子合装工艺进行了推广应用,不但解决了绕组、轴承擦伤等问题,提升电机装配质量,而且大幅度提升了电机装配效率。     

潜油电机设计方法研究及验证

潜油电机是一种立式工作的特殊三相异步电动机,其结构细长,定转子采用分段结构,每两段定转子之间分别装有隔磁段和扶正轴承.显然普通三相异步电机的设计方法难以适用于潜油电机.修正了潜油电机端部漏抗和隔磁段漏抗的计算方法,并采用流体力学的基本理论,推导出了转子与润滑油之间的油摩损耗的计算公式,计算了扶正轴承中的涡流损耗,改进了潜油电机的设计方法.设计制造了两台样机,一台装有隔磁段,另一台没有隔磁段,旨在考核分段处结构对电机电磁参数和性能指标的影响.实验结果验证了所改进设计方法的正确性,同时得到隔磁段对电磁参数和性能存在较大影响,设计时应充分考虑.     

行波超声波电机瞬态特性的测试及分析

瞬态响应特性是超声波电机的一项重要性能指标。通过主要由光电编码器和数字示波器组成的测试系统,对直径60mm行波超声波电机的瞬态响应特性进行测试,测得超声波电机启动和断电自锁时定子振动和转速变化的过程。利用测试数据和建立定、转子接触面上力的传递、转子内力的传递、定、转子振动耦合特性等力学模型,对行波超声波电机的瞬态特性进行理论分析。这些分析为超声波电机的深入研究提供了理论依据。     

电机内推力轴承泵送流体循环的数值研究

本文采用ANSYS开展了推力轴承泵送流体在电机内循环流动的流场-多孔介质场的耦合数值研究。其中,湍流流动采用Navier-Stokes控制方程和RNG k-ε湍流模型,多孔介质内流动采用基于Ergun方程的数学模型。研究发现,转子与多孔介质两者间隙流体成螺旋形流动,此间隙流量约为多孔介质区域内流量的0.071%;预测到了推力轴承泵径向流道间的进口处的轴对称漩涡,其旋向与轴转向相同。同时,结果表明推力轴承外流场存在强环流;也很好地预测了两处滑动轴承前后的Taylor涡,以及电机动静转子间隙流入口处的失紊湍流Taylor涡对。预测结果表明,复杂几何结构内的漩涡比较复杂,相应引起的耗散比较大,尤其,推力轴承与滑动轴承间的压力损失很大,可考虑这些相关几何参数和结构的优化。     

发电机增容改造后出现的问题及消除措施

对发电机组增容改造后试验时发现的定子绕组泄漏电流不平衡、发电机轴瓦发生电腐蚀、端部磨损严重、转子槽楔松动等现象进行了分析；介绍了消除这些现象的处理方法和过程，如采取清理发电机定子绝缘引水管，端部加固绑扎，转子在槽楔下面加绝缘垫，重新打紧槽楔等措施，取得了一定效果，机组的运行状况得到了改善，文中还提出了相应的预防措施。