大容量密封触发真空间隙设计与试验

为了适应电力系统快速闭合的需求,有必要开展大容量密封触发间隙关键技术研究及样机设计,为此对应用于35 k V及以下电压等级的触发真空间隙(TVG)进行了设计研发。分析了TVG触发导通产生的真空电弧特性,及工作电压、触发时延和通流能力等性能,选用了多棒极TVG结构;设计了TVG触发极,确定了间隙触发方式及回路,对TVG进行双极性触发控制确保其在交流电压下可靠触发;对TVG触发导通产生的电弧受到的电磁力进行了仿真计算,并开展了电弧运动观测试验,以此设计优化了TVG主电极。利用多棒极TVG关键技术研究成果,研制了12 k V和40.5 k V TVG样机,提出了产品的技术参数,开展了样机的触发、通流及绝缘恢复性能试验,结果表明12 k V样机的触发电压为0.5 k V,40.5 k V样机的触发电压为5 k V,触发时延200μs,性能均满足技术要求。     

多相电励磁双凸极发电机的极数和极弧系数研究

电励磁双凸极发电机(wound-field doubly salient generator,WFDSG)的极数和极弧系数设计不当会导致电机产生较大的定位转矩和励磁绕组反电势。为了设计容错能力强、电压脉动率小的多相WFDSG,该文对多相WFDSG的极数和极弧系数进行了研究。在分析多相WFDSG原理的基础上,确定了多相WFDSG的设计要求;分析了定转子极数和极弧系数等结构参数对各绕组电感、电动势等性能参数的影响规律,推导了多相WFDSG普遍适用的定子极数、转子极数和定转子极弧系数等结构参数的约束公式,为设计多相双凸极电机提供理论基础。依据上述理论设计了一种12/9极四相WFDSG,利用有限元软件对传统WFDSG和该文设计的新型四相WFDSG样机进行了对比分析,试制了样机并进行了实验。仿真和实验结果验证了所提出的设计方法和电机结构的合理性。     

滚筒洗衣机三脚架结构强度CAE分析及研究

本文通过采用CAE结构分析软件对滚筒洗衣机三脚架的结构进行分析和优化设计,优化后的三脚架重量比原始设计减少21.5%,强度提高12.3%,实现了在降低材料费的情况下,三脚架的强度还加以提高。通过三脚架强度CAE仿真分析和结构优化,能够为三脚架结构设计中提供一种基于数字样机的虚拟实验方法,进而缩短研发周期,提高一次设计成功率,降低产品开发成本。     

无槽永磁无刷电动机设计及研究

本文在无刷永磁电动机的工作原理和结构特点基础上,分析了无槽永磁无刷电动机的结构及工艺的特殊性;其次,采用等效磁路法对250W典型样机进行了电磁设计及结构设计,以此为基础编制了无槽无刷电机的电磁设计软件,并将其用于样机设计,进行了样机试制;通过对试制样机的测试,得出该电机的实验数据及特性曲线,经过与理论设计值比较,验证理论分析的正确性。由样机实验数据进一步验证了该种电机与普通无刷直流电机相比显示的优异性能,从而为更深研发该种电机提供了依据。     

潜油直驱圆筒形直线永磁同步电动机开发

该文基于潜油直驱应用,对圆筒形直线永磁同步电动机进行研究开发。采用模块化叠片定子铁心结构、轴向充磁磁体结构及9槽/10极电机单元组成电机样机,采用动密封型式满足实际恶劣工作环境的密封要求。通过电磁场分析设计小型工程样机,并进行了样机制作和试验,试验表明,样机电机具有高出力、高运行效率特点,能够满足实际工程需要,为实际工程样机的设计制作打下基础。     

一种双凸极混合励磁发电机设计及实验

新型混合励磁电动机是在双凸极永磁电动机的基础上,增加调磁线圈使气隙磁场可调。给出了该型电动机的结构及工作机理,基于二维有限元对电动机的磁场分布、磁链、反电势、电感等静态特性进行分析和计算,并设计了一台3相12／8极混合励磁电机样机。样机实验结果验证了设计方法和理论分析的正确性,为该电机的进一步研究和控制系统的设计奠定了基础。     

新型混合励磁无刷爪极发电机的磁场调节特性分析及试验研究

针对电励磁爪极发电机效率低、永磁爪极发电机磁场调节困难等问题,提出一种新型的混合励磁无刷爪极发电机。介绍该电机的结构特点和磁场调节原理,采用三维有限元法对电机的空载磁场分布及磁场调节能力进行了分析,设计并制造了试验样机。样机试验结果验证了有限元分析的正确性,并表明在结构参数相同的情况下,与电励磁爪极发电机相比,新型混合励磁无刷爪极发电机具有气隙磁通密度高、功率密度高、低速输出性能好、励磁损耗低等特点。     

整体转子结构永磁屏蔽电机的设计与优化

通过对双凸极永磁电机的分析,设计了一款用于管道屏蔽电泵的小功率整体转子结构永磁屏蔽电机。在此基础上,为了提高永磁屏蔽电机的效率,对该电机进行了优化设计。设计的电机为整体永磁转子,极弧系数为1,无转子铁心,且对定子结构进行了漏磁分析与设计。由于经验公式法无法精确计算涡流损耗,为此采用三维瞬态有限元方法分析计算了定转子屏蔽套的涡流损耗,并对该永磁屏蔽电机的性能进行了分析。然后采用拟牛顿法对该永磁屏蔽电机进行优化分析,使得在满足一定的约束条件下,效率达到最大值。最后制作了样机,样机实测结果验证了计算结果的正确性。     

一种混合永磁记忆电机的设计（英文）

提出一种新型的混合永磁记忆电机,采用铁氧体作为低矫顽力永磁体,并对转子拓扑结构进行改进。由于电枢磁动势与铁氧体的磁化密切相关,根据磁动势与极数的关系可确定极数的选取。在不同定子槽数下,分析其空载反电动势及其满载转矩可选取出合适的槽数。该新型电机采用27槽6极结构,并针对该结构分析不同定转子尺寸参数下的反电动势和铁氧体磁化特性,得到不同的尺寸参数对电机性能的影响,从而为该类型电机的设计提供参考。最后设计并制造了一台样机,对样机进行仿真和测试,实验结果验证了理论分析的准确性。     

新型轴向分段式外永磁转子爪极电机研究

在对轴向分段式外永磁转子爪极电机的结构特点以及运行机理进行分析的基础上,建立了其等效磁路模型和电路模型,并编写了该种电机的电磁设计仿真程序,对该种电机的运行情况进行深入研究;为了准确得到电机的各种参数,对该种电机进行了三维电磁场分析,运用有限元工具软件分析了它的磁通密度分布及空载反电动势的情况;并提出一种场路耦合仿真方法实现了对该种电机及其控制系统的整体运行情况的仿真;最后在理论研究的基础上提出了该特种电机的设计特点和设计方法,并研制了一台12极实验样机;通过样机实验结果与理论分析的对比,验证了理论工作的正确性和可行性,为深入研究该种爪极电机奠定了基础。