定子齿顶偏心对压缩机用IPMSM振动噪音的影响

采用分数槽集中绕组的内置式永磁同步电机(IPMSM)变频驱动的压缩机,其振动噪声有增长的趋势且存在许多新的特征。为此,本文基于定子绕组电动势和电流的谐波,建立径向和切向电磁力的等效表达式,用以分析该种电机振动噪音的产生机理;提出用定子齿顶偏心结构来抑制绕组电动势谐波,从而抑制振动噪声;用有限元法计算了该结构多个方案的电磁振动噪声,并进行了样机制作和实验,表明定子齿顶偏心可有效降低分数槽集中绕组IPMSM变频驱动压缩机某些关键频段的噪音。     

基于新型发电机定子暂态模型的过电压计算

发电机定子绕组中侵入过电压可通过定子绕组电路模型分析计算.但传统的定子绕组电路模型与实际工况不符,存在误差.文中提出的定子绕组有源模型,考虑了定子绕组切割磁感线产生的电动势,将其按不同相角计入定子槽内,并将各定子槽内电动势细分为电动势单元引入定子绕组模型中.新型定子绕组模型符合实际电机运行情况,电压仿真说明了利用此模型较传统模型进行电路计算精度更高.     

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。     

基于新型发电机定子模型的绝缘安全分析

传统的定子绕组无源电路模型和电机实际运行工况不符,存在误差。提出定子绕组有源电路模型,考虑了定子绕组切割磁感线产生的电动势,并将其按不同相角计入定子槽内,并对各槽内电动势细分为电动势单元加入定子绕组模型中。利用有源模型进行场路综合分析,可计算出定子槽内电场分布,进而分析定子绝缘安全性。经过仿真计算说明利用有源模型计算电场分布较传统模型的计算精度更高,绝缘故障点预测更加可靠。     

基于新型发电机定子模型的绝缘安全分析

传统的定子绕组无源电路模型和电机实际运行工况不符,存在误差.提出定子绕组有源电路模型,考虑了定子绕组切割磁感线产生的电动势,并将其按不同相角计入定子槽内,并对各槽内电动势细分为电动势单元加入定子绕组模型中.利用有源模型进行场路综合分析,可计算出定子槽内电场分布,进而分析定子绝缘安全性.经过仿真计算说明利用有源模型计算电场分布较传统模型的计算精度更高,绝缘故障点预测更加可靠.     

数字程序控制机床讲座 第六讲 感应同步器原理和应用

一、感应同步器的原理1.概述感应同步器是一种检测机械转角或位移的精密传感器。在系统中,它提供被测部件偏移基准点的角度或位置测量的电信号,以实现系统高精度的自动控制。它是决定随动系统精度的重要因素之一。感应同步器分为圆盘式和直线式两种。圆盘式测量的对象是转角,直线式测量的对象是直线位移。其工作原理和普通的旋转变压器很相类似,是利用定子和转子(或定尺和滑尺)的绕组之间随相对位置的变化所产生的电磁耦合的改变,从而发出相应的位移(或转角)的电信号。感应同步器的绕组分为激磁绕组和感应绕组两大部分(可分别称定子和转子),其绕组的     

高速电机定子单槽绕组交流损耗近似解析建模及验证

针对集肤效应和邻近效应引起的高速电机定子绕组交流损耗,提出一种适用于任意槽型非规则导体排布的单槽绕组交流损耗的近似解析计算模型。该解析模型基于分层和面积等效原则,对复杂的定子槽型和非规则排布绕组进行等效简化,并采用复涡流方程和坡印廷定理计算绕组交流损耗。通过对单槽内双层同相和不同相绕组交流损耗的分析计算,并结合槽数、短距比等因素,得出整距绕组电机和短距绕组电机的定子绕组交流损耗通用方程。基于建立的解析模型,获得电流频率、绕制方式和导体直径与交流损耗之间的影响规律。将解析模型的计算结果与有限元结果进行对比,并进行实验测试,验证了定子绕组交流损耗解析模型的准确性。     

高频供电条件下的PCB定子盘式永磁电机绕组优化设计

PCB定子盘式永磁无铁心电机的定子采用印制电路板(printed circuit board,PCB)结构,其电机的损耗主要来源于绕组上的交流附加铜耗和直流铜耗,因此定子绕组的设计直接影响电机整体性能。针对应用在较高频率且工况稳定的PCB电机,该文提出一种新型分布式绕组。首先建立反电势、直流铜耗、交流附加铜耗和电阻的解析表达式,分析PCB电机的空载特性。其次,以提高电机的效率为目的,提出在绕组有效导体部分加入绝缘材料。对新型绕组进行优化找到最合适的导体线宽,然后根据有限元理论对比分析新型分布式绕组和已有绕组负载特性。结果表明新型绕组不仅可以降低总铜耗,提高电机效率,有效降低定子稳定温升,并且新型结构也不会影响电机输出性能。最后制作一台16极600W样机进行验证,对PCB定子盘式永磁电机设计具有一定的参考价值。     

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。     

中速磁浮无铁心永磁直线同步电机的结构优化

中速磁浮列车采用单边长初级无铁心永磁直线同步电机(IPMLSM)作为牵引电机，因为这种电机具有结构简单、运行平稳、无轮轨摩擦以及法向吸引力接近于0等优点，但是由于该电机定子无铁心，导致其推力密度较小，且永磁材料使用过多及定子绕组沿轨道长距离铺设，使电机效率进一步降低。为了提高电机性能，在IPMLSM基本结构的基础上，提出一种新型永磁体装配结构，可提升电机推力密度；并根据长定子IPMLSM绕组的特点，优化绕组导体截面，获得适用于中速磁浮列车IPMLSM定子绕组导体的宽与高之比，进一步提升电机的推力密度。最后，制作IPMLSM小型样机实验装置，对比实验结果验证了所提改进结构的优越性。     

感应同步器在控制力矩陀螺框架伺服系统中的应用

针对控制力矩陀螺框架伺服系统,设计并实现了基于TMS320LF2407的感应同步器测角系统,感应同步器应用连续绕组激磁分段绕组输出鉴幅工作方式,分析测角系统的误差以及对控制精度的影响。实验表明这种基于DSP的高精度测角系统便于实现测角与控制的一体化,可以确保控制力矩陀螺框架系统的动态性能与稳态精度。     

基于PEEC法的发电机定子绕组线棒高频电路模型

建立合理的电机定子绕组电路模型,对于研究定子绕组绝缘局部放电信号的传播规律,了解局部放电信号的特征具有重要意义.部分元等效电路(PEEC)法是基于电磁场方程推导出来的等值电路模型,能够对一些用传统方法难以建模的复杂物理结构建立合理的电路模型,并且所建模型可以方便地与其它模型(比如传输线模型)综合连接、计算仿真,该方法还能够综合考虑外部测量电路的影响,在集成电路高频电路模型建立中有广泛的应用.本文采用PEEC法原理,建立了电机定子绕组单根线棒高频电路模型和双根线棒的耦合传播模型,此方法克服了以往多导体均匀传输线理论在电机定子绕组电路模型建立中的不足.模型中的部分电感、部分电容等参数由PEEC原理结合相关计算软件求得.模型的仿真计算与实验结果比较,证实了所建模型的有效性及参数的准确性.     

双定子永磁电机内外定子绕组相轴相对位置确定方法

确定内外定子绕组相轴相对位置是双定子永磁电机设计安装过程中必须解决的问题.本文推导了永磁电机定子绕组相轴位置与电机设计参数关系的解析表达式,并分别以整数槽、分数槽绕组电机为例,将解析表达式求解结果与槽导体电势星形图分析结果进行对比;采用有限元方法分别计算了内外定子均为分数槽和内定子为整数槽外定子为分数槽两种情况下的双定子永磁电机电磁特性;最后测试了内外定子均为分数槽样机绕组的相电动势波形.研究结果表明:解析表达式分析结果与槽导体电势星形图分析结果完全一致,有限元分析结果与实验结果吻合很好,验证了理论分析的正确性.本文所得解析表达式能准确计算永磁电机定子绕组相轴位置,适用于三相60°相带分数槽双层分布式、集中式绕组电机及整数槽绕组电机.     

感应同步器精度分析

感应同步器是一种精密印制绕组电机,它用于自动跟踪系统、同步随动系统和定位测量技术等方面,作为直线位移或角度数据的精密传送、变换和接收。园感应同步器的精度目前可达0.5～1角秒,是精度最高的控制元件之一。图1为园感应同步器典型结构,在定转子基板上敷设了精密的印制绕组,导片的布线精度仅1～2角秒。转子一般(图1a)为单相连续绕组,定子(图1b)为两相分段绕组,电气原理图如图2。感应同步器两相绕组的输出电压与定转子间的转角成正弦和余     

精密片状绕组的机械刻线工艺

精密片状绕组的机械刻线工艺张子忠，孙力，陆永平（哈尔滨工业大学）１概述精密片状绕组已被多种测角、测距等电气传感元件采用，其关键要求是精密度高，按原理要求形成必要的片状平面绕组。如测角用精密感应同步器，精度要矛优于峰峰０．５”～１．０”精密片状绕组加工...     

基于开口变压器法的交流电机定子非激励相绕组匝间短路检测研究

为了解决交流电机定子绕组中线圈绝缘损伤引起匝间短路故障无法准确、快速定位的问题,提出将检测转子绕组匝间短路的开口变压器法移植到检测交流电机定子绕组匝间短路,定子单相添加激励源,非激励相绕组设置故障点,开口变压器检测故障点所在槽,分析故障前后开口变压器绕组感应电动势的变化。首先阐述开口变压器检测定子非激励相的工作原理,分析正常和故障状态下通过开口变压器铁心漏磁通的表达式,进一步得到开口变压器绕组感应电动势表达式,获取故障变化规律。随后建立交流电机电磁仿真模型,进行仿真分析,最后用一台定子样机进行实验验证。结果表明：故障状态下,随着故障程度的加深,故障点所在槽的开口变压器感应电动势随之减小,证明了开口变压器可以作为离线检测交流电机定子非激励相绕组匝间短路故障的有效手段。     

基于开放绕组的新型无刷谐波励磁同步发电机

在开放式绕组发电机中,三相定子电流可以包含完全相同的谐波电流成分,例如3次谐波电流。本文据此提出了一种新型的无刷谐波励磁同步发电机结构。与已有利用转子磁场所包含的3次谐波磁场的励磁技术不同,该原理利用定子开放绕组中的3次谐波电流成分或高频单相电流成分或直流成分所产生的定子脉振磁场在转子谐波绕组中产生感应电动势,经整流后为转子励磁绕组提供励磁电流,从而在不采用独立励磁机的前提下实现无刷化的电励磁同步发电机。本文对该谐波励磁原理进行了理论分析及电磁场有限元计算验证,并在此基础上进行了样机实验验证,证明了该原理的可行性。该谐波励磁原理的意义在于,提供了一种无刷励磁的同步发电机方案,以期减少高性能发电机对日益昂贵的稀土永磁材料的依赖与消耗。     

小范围回转轴系感应同步器测角系统的误差分离技术

利用 391齿盘、平面反射镜及自准直仪测量了某一小范围(50°)回转轴系的圆感应同步器测角系统的角位置误差,利用测角系统的误差特性,建立了回归误差模型,并通过最小二乘法得出了圆感应同步器一个节距内的一次谐波和二次谐波误差,根据误差的幅值和相位,采用硬件补偿技术,使圆感应同步器测角系统的误差大大降低。     

变极法设计无刷双馈电机绕线转子的研究

为提高无刷双馈电机绕线转子绕组与定子上不同极对数的功率绕组和控制绕组的电磁耦合能力,改善电机性能,采用变极法设计了一种3Y/3Y型绕线转子绕组。介绍了该转子的结构和设计原则,该转子绕组的9条并联支路连接成对应两种极对数的两种3Y连接方式,且这两个3Y结构反相序连接。给出了依据该方法设计的一种5/2对极绕线转子实例,该设计方案不仅使得两种极对数下的绕组系数都较高,而且都是对称的。通过电磁场有限元仿真得出了不同绕组的感应电动势波形。仿真结果表明,采用变极法设计的3Y/3Y型绕线转子,定子绕组的感应电动势谐波含量低。该研究为无刷双馈电机绕线转子的设计提供了一种可行方案。     

感应同步器测角误差的自动化检测与补偿

针对感应同步器测角系统,提出了一种自动检测测角误差、辨识误差模型系数和补偿误差的方法.该方法由计算机自动采集自准直仪的数据,解决了以往人工记录引起的测量误差,提高了检测数据的准确性.采用最小二乘辨识方法,得到感应同步器测角误差模型的系数.根据误差模型及系数,采用软件进行误差补偿,有效地提高了测角系统的精确度.实验结果表明,该方法自动化程度高、检测数据残差小、误差补偿充分,显著地提高了测角的精确度.