开槽实心转子电机的等效电路参数计算与性能分析

该文将开槽实心转子开槽区域等效为各向异性的均匀介质,由二维解析法计算转子磁路线性时的等效转子阻抗参数。据此分析转子开槽数量变化对实心转子等效阻抗的影响规律,说明了转子开槽数量影响电机输出转矩和功率因数的原理。为考虑转子磁路饱和,采用二维有限元谐波场计算电机磁场分布;为考虑开槽转子端部效应,依据开槽实心转子涡流分布规律,提出适用于开槽转子的端部系数。制造了3台不同转子槽数的开槽实心转子实验样机,在不同工况下的仿真计算和实验结果较吻合,验证了开槽转子端部系数和仿真算法的有效性。开槽转子线性等效阻抗可用于快速分析转子开槽对电机性能影响,而有限元法结合转子开槽端部系数可准确计算电机磁场,两者结合可为设计和优化开槽实心转子电机提供理论依据和手段。     

三维分段分层法用于光滑实心转子异步电机参数计算与性能分析

实心转子异步电机转子中复杂的三维非线性涡流场计算是分析电机性能的基础,而采用三维有限元分析的计算量十分庞大。提出了一种三维分段分层法计算实心转子磁场,可考虑定转子铁心磁路饱和、转子端部效应的影响,且计算量小。定子铁心磁路饱和采用波幅系数以及饱和系数予以考虑。对于转子磁路饱和以及转子端部对涡流分布的影响,将实心转子沿轴向分段、径向分层,各段、各层的磁导率互不相同,每段采用分层理论递推求解磁场量。转子表面磁场强度的收敛边界由定子电流给出,依据转子柱面和两个端面进入转子的能量计算等效转子阻抗,迭代求解转子磁场及阻抗参数,直至收敛。在不同工况下比较了三维分段分层法的计算结果与样机实验结果,两者较为吻合。可以采用这种算法计算光滑实心转子电机参数并分析性能,为设计优化电机提供依据。     

开槽实心转子电机磁场及性能分析

在转子表面轴向开槽可以改善实心转子异步电机的起动性能。通过三维有限元法研究实心转子异步电机的电磁性能,可以充分考虑铁心饱和、端部效应和磁场轴向分布等因素,与样机实验数据比较,验证了三维有限元仿真建模的正确性和准确性。基于三维有限元模型的分析,得到转子开槽个数和深度对实心转子电机电磁性能的影响,说明了合理的开槽可以有效提高电机的起动转矩,研究结果能够为该类电机的优化设计提供依据。     

光滑实心转子异步电机等效电路参数的二维计算方法

实心转子异步电机等效电路是设计和性能分析的重要手段,等效电路的参数需要通过电磁场求解获得。文中分析比较了光滑实心转子异步电机等效电路参数的4种二维计算方法,对其中的3种进行了改进。为考虑曲率半径效应影响,改进为在圆柱坐标下求解实心转子电机线性时的电磁场,推导了转子阻抗表达式;改进了分层法和透入深度法,使其在原本能考虑转子铁心饱和的基础上,更考虑了定子铁心饱和。采用折算至转差频率的场路耦合非线性谐波场,计算电机磁场。分别用4种算法结合转子端部系数,计算电机转子等效电路参数。在一台实验样机上将4种算法计算结果与实验进行了比较,说明了转子铁心饱和效应、考虑曲率半径和转差率对转子阻抗角的影响。分层法和透入深度法计算量小,有限元非线性谐波场适用范围广。该文为计算实心转子电机参数提供参考。     

实心转子电机参数解析计算的研究

实心转子电机转子参数很难确定,较准确的计算方法是有限元法,但是该方法比较耗时,对计算机硬件要求高。为解决实心转子电机参数计算问题,根据实心转子电机结构特点,建立圆柱坐标系和基于矢量磁位的偏微分方程组,得到了转子参数的解析表达式和曲率效应系数。综合考虑电机饱和影响、涡流效应和端部效应,结合等值电路,得到最大电磁转矩与定子参数和转子阻抗角相关;转子电阻正比于转子材料相对磁导率与转差率之商的平方根。用有限元法求解了电机的空载电流、起动电流和起动转矩,经实验验证,实验结果和计算结果满足工程误差要求,为实心转子电机的转子参数计算提供了参考。     

实心转子异步电动机的设计研究

针对不能准确计算实心转子参数随转差率变化的情况,提出了应用透入深度法和有限元理论两种方法并综合考虑饱和效应、端部效应和曲率效应对实心转子参数进行计算,进而计算出实心转子异步电动机的性能参数。通过比较分析计算结果,总结出了有限元理论和透入深度法的应用条件。研究结果表明,将两种方法结合使用,共同指导实心转子异步电动机的设计。经实验验证,精度满足工程要求,对实心转子异步电动机的设计具有重要的指导意义和参考价值。     

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     

高速实心转子感应电机的转子谐波涡流损耗的分离和提取

高速实心转子感应电机主要应用于高速压缩机、飞轮储能、航空航天等领域,具有广阔发展前景。和其他拓扑结构的转子相比,实心转子具有较强的端部效应,导致转子涡流损耗进一步加剧。针对高速实心转子感应电机的转子谐波涡流损耗的分离和提取问题,以一台380 V,1 MW,12 000 r/min高速实心转子感应电机为主要研究对象,采用二维傅里叶分解方法,精确提取气隙磁场谐波特性,以虚拟永磁谐波电机模型为基础,反向构建气隙谐波磁场用以激励实心转子实现转子谐波涡流损耗的提取;结合混合激励法以及冻结磁导率法,进一步精确考虑了不同负载情况下由材料非线性导致的感应谐波涡流透入深度的变化。采用有限元建模方法,对比了采用混合激励法和冻结磁导率法提取的转子谐波涡流损耗以及感应涡流的分布。该方法为后续对转子谐波涡流损耗进行有效抑制提供了理论基础。     

考虑实心体涡流影响的笼型实心转子电机起动工况导条电流分布的解析计算

笼型实心转子感应电机实心体与导条感应电流相互耦合,尤其是两极电机起动时,实心体涡流对导条电流分布产生很大影响,使导条电流密度由槽口至槽底呈现先减小后增大的不对称U型分布.传统计算方法会导致转子参数计算误差较大,严重影响电机设计的准确性.该文建立考虑磁场饱和效应的二维多层电磁场解析模型,求解两极笼型实心转子感应电机起动工况下的磁场分布.在此基础上,计及转子铁心轭部感应电流影响,建立转子导条电流解析计算模型,并求解电机在起动运行时笼型导条电流密度的分布.最后,通过与有限元仿真结果对比,验证不同电压下起动时,所求解的导条电流密度分布规律的准确性.结果表明所提出的计算方法适用于包括两极电机在内的各种极数笼型实心转子感应电机,为该类电机起动参数及性能的准确计算提供了参考.     

定子槽开口对感应电机转子涡流损耗的影响

为了精确计算感应电机转子上的涡流损耗并探讨定子开槽对其产生的影响,对于额定功率为2.2 k W极对数为4的小型铸铝转子感应电机中转子涡流损耗情况进行了详细分析。通过建立不同定子槽开口的电机模型,结合电机内谐波磁场的理论分析与二维有限元的计算方法,研究了电机气隙谐波磁场与定子槽开口的关系,揭示了转子中不同位置的磁密与涡电流分布情况,并对比分析了不同槽开口模型中转子铁心与导条中涡流损耗的大小关系。仿真结果表明:气隙中的谐波磁场以及转子铁心表面的涡电流密度都随着定子槽开口增大而增大;转子铁心及导条中的涡流损耗随定子槽开口的增大呈二次函数的增长趋势。     

氟利昂蒸发冷却三相异步电动机转子结构设计

以某型离心制冷机用氟利昂蒸发冷却三相异步电动机转子为例,利用有限元法对设计方案进行空载仿真计算,得出的仿真结果用来指导该电机进一步的本体设计。     

有限长双层实心转子电机的转子归算阻抗和端部系数

对无端环的铸铁覆铝双层实心转了感应电机采取三维电磁场分析以确定转子表面的径向气隙磁密。又借助归算概念阐明绕组归算后的实心转子磁势相当于二维场情况,由此导出的转子归算阻抗与得自分层阻抗理论的转子表面阻抗密切相关。所得端部系数是复数,表明端部效应同时还引起双层转子阻抗角的增大。     

实心笼型异步电机转子涡流分析与计算

使用ANSYS软件建立实心笼型异步电机二维有限元模型，分析考虑磁路饱和情况下电机起动时转子中涡流的分布情况，计算转子笼条和实心体中的涡流损耗。通过场分析方法对该种电机进行研究，为电机参数的计算、结构的改进及控制系统的设计提供可靠依据。     

实心笼型异步电机转子涡流分析与计算

使用ANSYS软件建立实心笼型异步电机二维有限元模型,分析考虑磁路饱和情况下电机起动时转子中涡流的分布情况,计算转子笼条和实心体中的涡流损耗。通过场分析方法对该种电机进行研究,为电机参数的计算、结构的改进及控制系统的设计提供可靠依据。     

利用多层理论对光滑实心转子异步电机的三维电磁场研究和参数计算

本文在延拓法基础上对光滑实心转子异步电机电磁场进行了三维直角坐标系多层理论研究。建立了在考虑定、转子轴向有限长情况下的三维多层分析模型及分析理论,阐明了其有关迭代计算方法。作为实例,本文应用三维多层理论对一光滑实心转子异步电机转子体内电磁场分布进行了探讨。并就在是否考虑转子材料磁导率沿轴向变化两种情况下性能计算结果与试验结果进行了对比。     

双斜槽转子感应电机的快速场路耦合分析

为克服双斜槽感应电机轴向拓扑仿真时需采用低效率高精度的三维有限元仿真的问题,针对错开双斜槽转子感应电机(DSRIM)提出一种等效电路,然后基于多层有限元模型建立DSRIM的轴向分层等效电路。在等效电路与磁场耦合分析的基础上,运用分布磁路法求出气隙磁场分布与稳态性能指标。与试验结果进行对比,对比结果显示该方法的计算结果具有指导意义。     

实心转子异步电机的磁场分析及参数计算

在实心转子异步电机磁场分析中,本文假定在转子磁场中存在切向、径向、轴向三维磁场矢量A,通过联立求解麦克斯韦方程式,得到转子磁场的三维矢量A。从理论上证明转子磁场矢量A的径向分量为零,为一般文献中认为可以忽略转子磁场矢量A的径向分量提供了理论依据。通过玻印亭向量计算电机的参数,提出了端部系数的简化公式,供工程计算应用。