极相调制异步电机的绕组设计及性能比较

异步电机可使用极相调制的变极策略扩展转速/转矩范围,极相调制可以采用传统的电机绕组也可采用环形绕组.本文提出了一种异步电机极相调制绕组的设计方法,基于这种方法分别设计了极相调制的传统绕组及环形绕组样机.有限元计算结果验证了提出的变极绕组设计规律以及极相调制绕组变极的可行性.比较了传统电机、环形绕组单转子电机及环形绕组双转子电机在同一极数下的运行性能,双转子电机更适合环形绕组,它充分利用了环形绕组的两边,内外转子均输出转矩,提高了效率;但是,传统绕组电机则具有更好的性价比,更有应用前景.     

用单层绕组和换相法设计远极比变极电机

本文介绍了用单层绕组和换相法设计远极比变极电机的方法。采用文中的方法，可以提高绕组系数，减少谐波含量，降低制造成本，改善电机性能。     

直驱式电励磁双凸极风力发电机的极数研究

针对低速直驱风力发电应用场合,对电励磁双凸极电机的极数进行了研究。双凸极电机属变磁阻电机,存在2个气隙且电枢绕组为集中绕组,常规电机数学模型已不再适用。该文分析了电机的气隙磁密和极对数的特点,并在此基础上推导了单匝绕组电动势和相绕组电势的表达式,从理论上证明了在定子内径和转速不变时,单匝绕组电动势与极数无关,而相电势与极数成正比关系。有限元仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。给出1 MW直驱式电励磁双凸极风力发电机设计实例,并进一步分析了极数对电机有效材料的影响,为低速直驱式电励磁双凸极电机的极数选择提供参考。     

用单层绕组设计远极比变极电机

本文介绍了一种由双层绕组演变出来的单层绕组,用其设计远极比变极电机,二种不同极数下的绕组都接近60°相带,因此,具有磁势谐波小,控制简单,可大幅度减小电机体积,降低制造成本,改善电机性能等优点。     

高压变极调速电机的研究

变极调速电机具有结构简单、运行可靠的优点而被广泛运用,我们通过分析不同极数电机绕组的排布规律,克服了成型绕组形式固定的问题,在高压电机上实现了变极绕组的设计。     

基于环形绕组的异步电机极-相调制方法

针对异步电机变频调速时铁心损耗偏大、匝间绝缘易老化而变极调速中绕组浪费、需断电变极等问题,提出基于环形绕组的异步电机极相调制方法.对环形绕组电机和极相调制方法进行分析,并对环形绕组电机在采用极相调制时的定子磁场进行解析计算与有限元仿真,以证明其定子磁场建立的可行性.仿真结果表明:该方法能够克服变频与变极调速系统的各自缺点,可使电机在不断电的情况下实现极数与相数的改变,使得电机能够提供更大的输出转矩,并减少了在极对数较少时电机的振动和定子磁场谐波.同时,环形绕组异步电机的结构较笼型异步电机的结构具有更好的散热性及较低的维修成本.     

新型整距绕组双凸极永磁电机工作原理及特性

提出了一种新型整距绕组双凸极永磁(DSPM)电机,分析了其工作原理,通过有限元方法计算4/6极整距绕组电机的磁场并对电机磁链、反电动势、电感及转矩等特性进行的分析表明,整距绕组DSPM电机具有双极性的磁链,在不改变结构的情况下电机的输出功率与集中绕组DSPM电机相等,可以减少铜导体用量,提高运行效率.在此基础上提出了两种增加整距绕组DSPM电机输出功率的方法,并对改进的三相24/10极整距绕组DSPM电机的反电动势进行了理论分析和实验研究,所得结果不仅证明了本文理论分析的正确性,而且首次揭示了磁通切换型永磁(FSPM)电机本质上就是一种整距绕组双凸极永磁电机,FSPM电机其功率密度高的内在原因并非磁链的双极性,而是多用了永磁材料,增强了气隙磁密.同时也说明了新型整距绕组DSPM电机较传统的集中绕组DSPM电机具有更高的做功能力.     

4/8极绕线型变极调速感应电动机的研究

根据反向法变极原理 ,阐述了绕线型变极调速感应电动机在定子绕组从 8极变为 4极的同时 ,转子绕组内部自行短路变极原理 ,用三只集电环实现双速运行。本文作者在YZR系列电机的基础上派生设计绕线型变极调速电机 ,并对此种电机电磁设计中几个特殊问题进行了研究。通过样机试验和实际工况运行证明 ,这是一种值得研究和推广的电机新产品     

罩极电机转矩的计算和分析

罩极电机是用于单相交流电源、小功率驱动用的电机。一方面由于容量小,为使结构简单、加工方便,电机便做成凸极定子,集中绕组,短路的罩极环和铸铝转子。另一方面,由于生产批量大,因此,改进质量、提高效率和节省用料,也同样是一个不容忽视的课题。首先,罩极电机结构上的特点是,主绕组和作为罩极线圈的副绕组都是集中绕组。磁势中包含有所有奇数的谐波分量,不能不计。其次,两绕组轴线不是正交,即夹角θ不为90°电角度。计算转矩时,     

4／8极绕线型变极调速感应电动机的研究

根据反向法变极原理,阐述了绕线型变极调速感应电动机在定子绕组从8极变为4极的同时,转子绕组内部自行短路变极原理,用三只集电环实现双速运行。本文作者在YZR系列电机的基础上派生设计绕线型变极调速电机,并对此种电机电磁设计中的几个特殊问题进行了研究。通过样机试验中和实际工况运行证明,这是一种值得研究和推广的电机新产品。     

矿用集中绕组永磁电机新型冷却方式设计研究

为了进一步提升矿用集中绕组永磁电机的功率密度和散热能力,提出一种冷却水管与绕组并绕的新型绕组冷却结构。以一台315 kW集中绕组永磁电机为例,首先,通过合理的等效与假设,建立了电机的三维模型,基于计算流体力学（CFD）方法对电机进行温度场分析。其次,分析了不同的并绕方式以及相同并绕方式下不同的进水口进水速度对电机散热的影响,确定了最优散热方式。仿真分析表明冷却水管与绕组并绕的方式有效提高了散热能力。     

基于等效滑模的开绕组永磁直线电机控制研究

开绕组结构能给直线电机系统提供更多的电平,可以提高电机绕组端电压和功率,是提升直线电机推力性能的有效方法。文中以初级永磁型直线（Primary Permanent Magnet Linear, PPML）电机为研究对象,分析了PPML电机的数学模型,设计了PPML电机的双逆变器开绕组拓扑结构;针对传统PI控制的不足和滑模控制中存在的抖振,提出以电机的速度和位移为控制量,把电机系统分解为等效控制和切换控制,设计了等效控制器和切换控制律,增加补偿控制量改进等效滑模控制,抑制滑模抖振,仿真和实验结果证明,与传统方法相比,该方法能减小电流波动和推力脉振,提高了PPML电机的控制性能。     

无轴承异步电机悬浮子系统独立控制的研究

无轴承异步电机转矩绕组和悬浮绕组的独立控制是该电机实现超高速运转的有效途径。针对这一强耦合的非线性复杂系统，研究了一套独立的悬浮绕组控制子系统，其中所需的转矩绕组气隙磁链的幅值和相位可通过独立的电压模型方法辩识得到。这样一来，不仅超高速运转成为可能，而且转矩绕组的控制原则上可采用任意的调速方法，特别是低成本、高可靠性的通用变频器的运用将较大提高无轴承异步电机的实用性。实验证明该文提出的悬浮绕组独立控制子系统能较好地满足电机径向悬浮的稳、动态性能要求。     

无轴承异步电机悬浮子系统独立控制的研究

无轴承异步电机转矩绕组和悬浮绕组的独立控制是该电机实现超高速运转的有效途径。针对这一强耦合的非线性复杂系统，本文研究了一套独立的悬浮绕组控制子系统，其中所需的转矩绕组气隙磁链的幅值和相位可通过独立的电压模型方法辩识得到。这样一来，不仅超高速运转成为可能，而且转矩绕组的控制原则上可采用任意的调速方法，特别是低成本、高可靠性的通用变频器的运用将大大提高无轴承异步电机的实用性。实验证明本文提出的悬浮绕组独立的控制子系统能较好地满足电机径向悬浮的稳、动态性能要求。     

长行程永磁同步直线电机初级绕组结构研究

对长行程永磁同步直线电机初级绕组结构的研究,通过对推力波动与气隙磁场高次谐波的分析,总结出改善直线电机推力波动的初级绕组结构设计方法。     

永磁力矩电机三相绕组不对称性改进方法研究

由于力矩电机多作为驱动电机使用,且电机对低速平稳性要求很高,所以选用了一种特殊的极槽配合方式。12极39槽的选择使得电机齿槽转矩较小的同时导致电机三相绕组不对称。降低绕组不对称对电机低速平稳性的影响,对提高绕组的对称性的方法研究有着重要的意义。以一台采用12极39槽的力矩电机为例,提出了一种绕组不对称性的改进方法,通过改变绕组的排列方式提高了绕组的对称性,且保证了电机的低速平稳性。最终通过理论研究与仿真分析验证了不对称性改进方法的有效性。     

车用扁铜线永磁同步电机绕组损耗优化方法

电动汽车的普及符合国家可持续发展战略,扁铜线永磁同步电机因其高功率密度成为各电动汽车企业研究的热点。然扁铜线绕组产生的高频涡流损耗使得扁铜线永磁同步电机在高转速区域的铜耗大大增加,输出功率急速降低。为了有效解决其高频下输出功率降低的问题,本文提出一种扁铜线绕组优化的方法,能够有效降低扁铜线绕组损耗,提高扁铜线绕组电机高转速下的输出效率。并以一台48槽8极电动汽车用扁铜线永磁同步电机为例,建立场路耦合计算模型,计算比较电机绕组优化前后交流绕组铜耗及转矩输出,验证了方法的有效性。     

基于短时间温升试验和参数估计模型预测稳定温度

电机在稳定运行状态下的绕组温度是反映电机性能的重要参数。通常,检测机构依据GB/T1032-2012中规定的方法进行温升试验,至少需要持续3小时,甚至达到6小时。短时间内求取电机稳定温度能够提升检测机构温升检测试验的效率,节约检测机构大量的电力成本和人工成本。同时,根据预测温度能够监测绕组温度,避免绕组的绝缘漆损坏而导致电机烧毁。通过研究均匀纯铜的指数发热规律、创新实时带电测量绕组温度的装置和基于线性逼近方式建立参数估计模型的方法,搭建了在短时间高精度预估电机温度的系统。在对不同功率段电机进行现场温升实验验证中,结果表明系统能够高效准确的预测电机的稳定温度。     

提高微型陀螺电动机可靠性的研究

文章对陀螺电动机的可靠性进行了定性分析和定量计算,通过轴承的改进、定子绕组的优化和磁钢加工方法的改进等措施,使电动机的平均故障间隔时间提高为20489h。试验和应用证明这些措施对提高电动机的可靠性是有效的。     

柔性PCB绕组径向磁通微型永磁电机设计

采用无槽结构的高速微型永磁电机在检测设备、医疗器械等方面应用广泛,但无槽电机绕组制作复杂,使用绕组印制技术可以简化绕组的制作过程。目前已有的印制技术多以刚性印制电路板(PCB)为载体应用于轴向磁通电机,对于径向磁通的高速电机来说,刚性PCB已无法满足绕组沿圆周方向分布的需求,柔性PCB绕组应运而生,不过目前还没有完整的柔性PCB绕组电机设计方案。因此,设计了一款高速微型柔性PCB绕组电机,针对柔性PCB绕组特有的缠绕不等距问题,提出了使用平均半径的解决方案,并通过仿真对电机进行了分析。结果表明,平均半径法解决了绕组缠绕不等距的问题,所设计的柔性PCB绕组电机能达到电机技术要求且具有良好的热稳定性。