圆图计算法求取电机最大转矩原理分析

由圆图分析法结合异步电机Г型等效电路图推广而来的电机圆图,可以很形象地表明电机运行特性以及通过几何关系间接地确定电机的某些性能,如损耗、效率、最大转矩等,但作图较为繁琐而且精确度受影响.GB/T 1032-2005所提供的圆图计算法则将圆图法中的几何关系转化为代数关系,省略了作图过程,通过公式精确快速地求取了电机最大转矩.从理论上推导了圆图计算法的公式推导过程,并对计算结果进行了对比分析,为深刻理解标准规范及在实际生产中推广该计算方法提供了参考.     

感应电动机特性计算方法的探讨

阐述用戴维南等效电路代替我国及苏联传统使用的较准确Ｔ形等效电路来计算感庆电动机特性，用最大功率传输定量代替传统的转矩方程求导的方法来求最大转矩发生的条件更为方便。这些方法简单，概念明确，是电气工程师和电气工程专业教师及学生应该掌握的新分析方法。     

变频调速异步电动机电磁转矩计算方法

针对变频调速异步电动机运行范围广、需要校核点数多的问题,探讨了其电磁转矩和最大转矩的快速、准确计算方法。在比较异步电动机T型、π型、Г型等效电路的基础上,通过理论分析,归纳并导出了恒磁通π型以及较准确Г1型、Г2型、Г3型等效电路计算模型,并提出了一种计算低频段最大转矩的转差率定步长试探法。通过公式推导和计算实例,分析了变频调速异步电动机在高频轻载、高频重载、低频轻载、低频重载等不同运行工况下各种等效电路计算模型的特点与适用范围,为变频调速异步电动机电磁转矩和最大转矩的快速、准确计算提供了新的思路和解决方案。     

基于二维有限元法的感应电机T型等效电路参数的分析与计算

感应电机等效电路参数的准确计算对电机的性能预测和精确控制有重要意义。该文对大型高压笼型感应电机建立有限元模型,利用二维时谐场计算结果求解多转差下转子电阻折算值。分析定转子齿顶漏磁链路径,判断是否改变定转子气隙材料属性,在不同转差下,采用冻结磁导率求解定子槽漏感和齿顶漏感以及转子槽漏感折算值。利用等效电路参数以及节点电流方程、回路电压方程求解相应等效励磁电阻和励磁电感。最后,根据等效电路参数得到转矩随转差的变化曲线,并与有限元转矩随转差变化曲线对比,同时将计算所得转子铜耗和电磁转矩与有限元结果及负载试验数据对比,验证了文中求取等效电路参数方法的正确性,为异步电机等效电路建模提供了参考。     

一种模拟实测过程的齿槽转矩数值计算方法

为了精确计算与有效削弱齿槽转矩,采用数值仿真技术,提出通过模拟齿槽转矩的标准测量过程来计算永磁电机齿槽转矩的方法,其模型考虑了齿槽效应、铁心饱和以及运动、时变电磁场的影响.计算结果和实验结果吻合,表明该方法是正确、有效的.利用该方法对具有不同极槽数配合的9台永磁直流电动机进行了齿槽转矩的有限元计算,并验证了使极数和槽数的最小公倍数达到最大的极槽配合方案可有效削弱齿槽转矩.     

单相串励电动机稳态和瞬态性能分析

分别采用等效磁路法和瞬态有限元法,分析与研究了一台食物搅拌机用单相串励电动机稳态性能和瞬态性能。首先给出了该电机等效电路和等效磁路,采用等效磁路法得出电机稳态性能参数。然后采用二维瞬态有限元法优化定子结构,得出电机输入电流、电磁转矩和输入功率等瞬态性能参数以及电机起动过程曲线。为精确获得铁耗,对铁耗进行分解,用二维瞬态有限元法计算得到各项铁耗,并与三维瞬态有限元法计算结果进行比较。最后对电机进行性能测试。电机实测结果与计算结果的一致性验证了计算结果的正确性。     

电磁计算程序(第二版)的最大转矩、起动性能计算

介绍了第二版电磁计算程序采用有限元法计算得到的漏磁路饱和曲线族,在精确等值电路基础上,计算异步电机最大转矩、堵转性能、转矩-转速曲线的方法。并与1971年版程序的相应内容、计算结果进行了比较。     

绕线式异步电动机转子串电阻起动的计算

根据异步电动机T型等效电路对应的电流、转矩方程式,用数值方法计算了绕线异步电动机转子串电阻起动的起动电阻,并与传统的近似方法进行了比较.通过实例计算,指出在起动要求较高的场合采用数值方法计算起动电阻的必要性.     

电磁计算程序（第二版）的最大转矩、起动性能计算

介绍了第二版电磁计算程序采用有限元法计算得到的漏磁路饱和曲线族，在精确等值电路基础上，计算异步电机最大转矩，堵转性能，转矩－转速曲线的方法，并与1971年版程序的相应内容，计算结果进行了比较。     

基于准梯形永磁体的多相分数槽集中整距绕组永磁电动机齿槽转矩抑制

对准梯形永磁体边沿厚度影响多相分数槽集中整距绕组电动机齿槽转矩的规律进行了研究。准梯形永磁体由正弦永磁体及第3,5次谐波合成得到,永磁体谐波分量的幅值依边沿厚度而定。为提高优化速度,采用复数磁导率模型计算齿槽转矩,并得到最优边沿厚度。对20槽22极外转子五相电动机进行解析计算发现,准梯形永磁体可抑制电动机齿槽转矩,且永磁体最优边沿厚度为最大厚度的0.5倍。齿槽转矩的有限元仿真和样机测量结果验证了解析计算及其结论的有效性。     

永磁同步风力发电机的有限元分析

选择内转子直驱永磁的电机系统结构进行风力发电机设计.采用等效磁路的方法进行了初步设计.使用有限元方法分析了电机在空载、额定负载和三相短路情况下的工作特性.结果表明电机齿槽转矩小、工作点合理,且短路状态下不会发生永磁材料的永久去磁.     

A new approach to reduction of the cogging torque in a brushless motor by skewing optimization of permanent magnets

This paper presents a new approach to the skewing optimization of permanent magnet poles in a two-phase brushless d.c. motor in order to effectively reduce its cogging torque. The effect of skewing is obtained by a proper angular dislocation of permanent magnet slices. Skewing optimization is carried out with respect to the number of pole slices and their mutual angular dislocation. A natural criterion of optimization is assumed by the minimum standard deviation of the cogging torque. Since employing a full-size three-dimensional (3D) finite element method model of the motor in the skewing optimization problem would lead to prohibitive computational burdens, a new simplified 3D model is developed for the multisliced pole structure. The simplified method for torque calculations makes the optimization task feasible at reasonable computational cost. Solutions obtained clearly exhibit that the torque pulsation can be effectively reduced by appropriate skew-like shaping of permanent magnets. Simulation results on cogging torque minimization are in very good agreement with experimental data obtained from a prototype motor.     

GIS中VFT过电压数值分析简化模型的构建方法

为计算GIS隔离开关操作引起的快速瞬变过程 (VFT)的电压波形 ,首先通过分析各个GIS构件的几何形状、尺寸及空间布置情况 ,结合多年来VFT行波的相关研究结果 ,并按照不能明显影响VFT基本波形和过电压幅值的原则 ,简化了影响VFT波形的各个GIS构件的精确模型。其次 ,以一个由母线、隔离开关、接地开关、断路器、电流互感器、电压互感器和套管等组成的典型GIS单元电路为例 ,检验了模型简化方法的有效性 ,简化模型的构建将有助于分析VFT过电压的形成机制 ,以指导GIS的结构设计     

基于同轴谐振腔法的材料电参数测量

以岩石电参数测量为背景,根据岩石材料的电性特点,对谐振腔法测试电参数进行了比较详细的研究.利用仿真软件设计并改进了常规谐振腔的结构,设计了一种小型化和有效的测量仪器,以方便携带和使用.然后,利用微扰法和建立等效电路模型对谐振腔进行建模,推导出电参数和谐振腔参数直接的关系,再通过拟合的办法得到关系式的参数信息.对模型进行仿真测试,比较了等效电路模型和微扰法的精度,可以看出等效电路模型的测量误差小于5%.最后搭建了测试系统,对一些材料进行测试,得到了满足测试要求的结果,并分析了测量系统的不足以及改进方法.     

电动汽车用异步电动机低速转矩最大化

电动汽车用异步电动机经常会遇到爬坡等低速重载运行工况,特别对于低压大电流的交流异步电动机,在逆变器电流限制条件下实现转矩最大化非常重要。以电机稳态电路为基础,建立电流约束条件下基于非线性励磁电感的低速转矩最大化模型。模型分析表明该最优问题可以简化为一维搜索问题,并采用经典的搜索算法在低速范围进行求解。实际电机计算结果和理论分析表明,整个低速范围内最大转矩值工作点的转矩值、齿部磁通密度、转差率几乎保持恒值,相当饱和的磁场导致严重的非线性。非线性励磁电感应用于改进的空间矢量控制系统,实现大电流约束条件下低速转矩最大化运行,仿真结果表明控制方法的正确性。实验结果也验证了转矩优化模型、模型分析结论及改进的空间矢量控制方法的正确性。     

Torque regulation of multiphase induction motors under symmetrical fault condition

Multiphase induction motors are popular for electric ship propulsion systems because of their superior fault‐tolerant capability. In this paper, a torque regulation method for multiphase induction motors with symmetrical fault is investigated under the precondition of constant current amplitude. On the basis of parameter recalculation, the relationships between the torque, input voltage magnitude, and frequency are analyzed by using the equivalent circuit. The maximum torque and the corresponding input voltage magnitude and frequency are predicted. Finally, the developed torque regulation method is validated by experimental test on a 45‐kW prototype 15‐phase induction machine under a symmetrical 5‐phase open‐circuit condition. © 2016 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

考虑谐波影响后交流励磁电动机电磁转矩的分析与计算

虽然已有不少文章研究了交流励磁电机的运行性能 ,但是很少有文章在研究其性能时考虑了谐波电流的影响 ,特别是谐波对电机电磁转矩的影响。本文从该类电机的基本电磁关系出发 ,分析研究了基波电磁转矩及谐波转矩的特点 ,提出了基波谐波的等效电路 ,给出了谐波电路中参数的计算方法。导出了基波电磁转矩、稳定谐波电磁转矩及脉动谐波电磁转矩的计算公式。文章最后以一个实际的绕线型异步电机用交 直 交电压型逆变器供给励磁的交流励磁电动机为例 ,计算了主要谐波的稳定和脉动的电磁转矩以及电机总的电磁转矩。计算结果对进一步研究系统的驱动性能及电机与励磁系统的设计是十分有益的。     

A new current control method for energy‐efficient/wide‐speed‐range drive of permanent magnet synchronous motor

This paper proposes a new current control method for energy‐efficient and/or wide‐speed‐range drive of salient‐pole permanent magnet synchronous motors. The proposed method is distinguished from conventional ones by the following features. (1) The original command is a signed current norm. (2) The exact d‐axis and q‐axis current commands that perform energy‐efficient and/or wide‐speed‐range drive are analytically and simply determined from the singed current norm command. (3) For speed control mode, the system turns out to be nonlinear, but its stability can be guaranteed based on Popov's stability theorem. (4) It can be applied for a mode similar to torque control. (5) Current limitation can be carried out accurately but very simply. Concrete analytical d‐axis and q‐axis current commands are presented, which satisfy exactly one of three optimum current control codes such as maximum torque, maximum power factor, and voltage limitation. A design method for PI speed controller that guarantees system stability is also presented. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 161(3): 66–77, 2007; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20305     

异步电机等效电路的简明推导及分析

很多电气传动类教材对异步电机等效电路缺乏简明推导。该文通过异步电机化理想变压器和异步电机电压方程等效变换,推导了常用的异步电机稳态等效电路和动态等效电路。分析了矢量控制不对称T型动态等效电路和直接转矩控制г型动态等效电路特定的物理意义。该方法易于理解,给设计矢量控制和直接转矩控制提供更直观的数学模型。     

大功率高频高压变压器的试验及故障分析

为分析一台大功率高频高压变压器的故障原因,搭建了试验平台并对该故障变压器和同等规格的无故障变压器进行了空载试验和波形录制;采用电流波形比较法对比分析了试验波形以总结其波形特点;根据变压器的绝缘结构提出了考虑寄生参数的等效电路并给出简化工作电路。研究表明空载电流大是由分布电容引起,而非气隙异常导致。通过电流波形比较,得出高压线包(层、匝)间绝缘击穿的故障结论,与拆卸观察结果相符合。