轴向磁场无铁心永磁电机电磁力及转子机械强度的研究

轴向磁场永磁电机因其结构紧凑、功率密度高等优点获得越来越多的应用,对于无铁心轴向磁场永磁电机,转子盘体之间的轴向电磁力有可能会引起转子的变形,从而影响电机运行的可靠性。研究了轴向磁场无铁心永磁电机的电磁场及转子的机械强度,利用有限元分析方法和解析方法计算了电机两个外转子之间的电磁力。将该电磁力作用于转子盘上,利用结构有限元分析方法仿真分析转子盘体应力及最大变形,为转子结构的优化设计提供依据。     

一种永磁同步电动机起动的新方法

永磁同步电机在转子位置未知情况下的起动问题一直是一个难题。作者在研制永磁同步电机变频器过程中 ,详细地分析了正常情况下永磁同步电机的起动过程 ,以及在转子位置未知的情况下电机起动过程中可能出现的各种情况 ,然后针对各种情况提出了解决的方案。最后文章又给出了电机起动过程软件实现的流程。通过实验证明这种分析是正确的 ,实现的方法是可行的 ,解决了转子位置未知情况下起动永磁同步电机的难题。     

一种永磁同步电动机起动的新方法

永磁同步电机在转子位置未知情况下的起动问题一直是一个难题。作者在研制永磁同步电机变频器过程中，详细地分析了正常情况下永磁同步电机的起动过程，以及在转子位置未知的情况下电机起动过程中可能出现的各种情况，然后针对各种情况提出了解决的方案。最后文章又给出了电机起动过程软件实现的流程。通过实验证明这种分析是正确的，实现的方法是可行的，解决了转子位置未知情况下起动永磁同步电机的难题。     

新型两极异步起动混合永磁同步电动机研究

与异步起动钕铁硼同步电机相比,异步起动混合永磁同步电机在保证起动性能和稳态性能的情况下,具有制造成本更低的优势。然而异步起动混合永磁同步电机在起动过程中,铁氧体存在较大的不可逆退磁风险,这是该类电机在设计上需要特别注意的地方。本文以一台3kW两极异步起动混合永磁同步电动机为例,采用瞬态有限元仿真的方法分析导条均匀分布的常规转子结构和导条非均匀分布的新型转子结构下电机的起动和同步运行性能,并重点研究电机在起动过程中的退磁情况。最后将新型转子结构下的异步起动混合永磁同步电动机与异步起动钕铁硼同步电动机以及工业异步电动机进行综合比较。结果表明,新型转子结构下铁氧体的抗退磁能力较强,且该结构下的异步起动混合永磁同步电动机具有较优的性价比。     

转子导体内置式永磁同步电机的设计与性能研究

针对面贴式永磁同步电机结构和性能进行研究,目前面贴式永磁同步电机的转子结构上没有起动绕组,永磁电机的运行严重依赖于变频器,改进电机的转子设计可以使得永磁同步电机具有自起动能力.对电机转子永磁体分布结构进行改进将提高电机的稳态性能,提高永磁电机的过载能力.提出了一种每极永磁体集中分布,具有异步自起动能力的新型永磁电机转子结构.设计了一台中等功率的永磁同步电机,利用有限元仿真软件ANSYS对不同转子结构的永磁同步电机的稳态性能进行了计算与分析,证明了优化后的转子结构具有良好的稳态功角特性,电机具备了一定的异步自起动能力.     

高压大功率异步起动永磁同步电机设计与分析

针对高压大功率异步起动永磁同步电机的起动问题,基于一台3k V,400k W实心转子异步起动永磁同步电动机,利用有限元方法建立电机的二维仿真模型,对比分析了叠片转子和实心转子结构电机的起动性能,仿真结果显示这种电机在起动电流允许情况下,起动转矩明显大于叠片转子结构电机。通过改变电机的相关结构参数包括电机的气隙长度、极间导条数量、导条尺寸等分析其对电机堵转性能的影响规律,改变电机气隙的不均匀程度,分析其对电机起动过程中的稳态损耗的影响规律。     

阶梯气隙结构对U型单相永磁电机自起动性能的影响

针时单相永磁同步电机不能自行起动的问题,采用阶梯气隙结构,使电机静止时在定位转矩的作用下定转子磁场之间存在相位差角,从而实现自起动.利用二维有限元计算的方法,分析阶梯气隙结构对电机电枢磁场和永磁体磁场的影响.针对永磁磁场,利用虚位移法对电机转子在不同位置时的定位转矩进行计算,求得永磁电机的转子初始相位角.得到一系列有关定位转矩、初始相位角与阶梯气隙结构参数之间的关系曲线.利用时步有限元法对U型单相永磁同步电机的起动过程进行动态模拟仿真,通过转速曲线证明了合理的阶梯气隙结构有利于永磁电机实现自起动.     

自起动永磁同步电机不同转子磁路结构的对比研究

转子磁路结构直接影响自起动永磁同步电机的起动和稳态运行性能,同时也影响磁钢用量及电机的成本,需要慎重选择和设计.对采用V型、U型及混合型磁路结构的6极22 kW自起动永磁同步电机进行设计,用静态有限无法分别分析了电机的空载气隙磁场,并采用时步有限元方法对三种磁路结构电机的起动过程进行仿真,对比分析了不同转子结构对自起动永磁电机性能的影响.所得结论对不同应用场合的自起动永磁电机的设计具有一定参考价值.     

提高单相自起动永磁同步电机起动性能研究

单相自起动永磁同步电机就是在感应电机的转子铁心内放置永磁体,依靠笼型转子绕组产生的异步转矩实现起动。由转子永磁体产生的磁场与定子绕组产生的旋转磁场相互作用产生恒定的转矩而稳定运行。自起动永磁同步电机的优点是效率高、功率因数高且经济运行范围宽,但是由于转子上存在永磁体产生的制动转矩和齿槽转矩,使得电机起动变得较为困难,影响电机可靠性。本文对单相自起动永磁同步电机起动过程转矩及其与电机参数之间的关系进行了详细的分析,并据此提出了优化电机参数来提高其起动性能的方法。最后通过有限元仿真和试验测试验证了方法的准确性。     

异步起动永磁同步电动机电磁振动特性及抑制措施的研究

现有关于永磁电机电磁振动的研究主要围绕单边开槽永磁电机展开,而异步起动永磁同步电动机的定转子双边开槽、永磁体内置于转子铁心内部,导致其电磁振动特性及抑制措施的研究难度大幅增加。本文针对异步起动永磁同步电动机的负载运行,提出了一种新的电磁力解析分析方法,建立了不同阶数、频率的电磁力与电机定转子齿槽参数之间的明晰关系。利用机械阻抗法计算了电机主要低阶电磁力的电磁振动响应,并得到了对电机电磁振动起主要作用的低阶电磁力的频率。进一步研究了通过改变定子齿宽抑制上述主要电磁力,并得到了相应的定子齿宽确定方法,利用有限元法验证了上述抑制措施的有效性。     

稀土永磁钕铁硼高性能同步电动机的研制

采用稀土永磁ＮｄＦｅＢ材料作为电机转子励磁源，通过合理设计电机的牵入转矩和起动转矩，并经投入样机试制，研制成功高效率、高功率因数、可自起动的永磁同步电动机，不仅可用于纺织业，还适用于石油化纤工业机械的变频同步运行场合，是一种高效节能电机     

综合考虑起动转矩与牵入转矩时转子电阻优化设计

针对油田等电机常处于轻载运行的场合,为了实现较低功率等级自起动永磁电机替换原异步电机的目的,需要合理匹配自起动永磁电机的起动转矩和牵入转矩提高其带载起动能力,而转子电阻的改变会影响电机起动转矩与牵入转矩的比例,进而影响电机的带载起动能力。本文从理论上对电机的起动转矩和牵入转矩进行了分析,分析转子电阻对两者的影响,以笼型转子的电导率为变量,起动时间为衡量标准,利用有限元仿真求得恒转矩负载时转子电阻与电机带载起动能力的关系,总结出转子电阻对电机带载起动能力的影响规律,为电机转子电阻的设计提供了依据。     

永磁电动机不同运行条件下的损耗研究

自起动永磁同步电动机,由于其运行条件经常发生变化,致使电机内部的损耗随之改变,为了研究影响其损耗的主要因素及其在不同运行条件的变化规律,在充分考虑谐波磁场与电流的情况下,利用时步有限元方法对电机各部分损耗密度进行了准确计算,从而得到不同电压及负载条件下的定、转子铜耗与铁耗.通过对定子电流、导条电流密度以及铁心磁密的谐波分析,研究了损耗的谐波含量,进而得出了影响永磁电机损耗的主要因素及其在不同运行条件的变化规律,揭示了空间齿谐波磁场对转子损耗的重要影响.通过仿真结果与实测数据进行对比,验证了损耗计算的合理性.     

稀土永磁煞钕铁硼高性能同步电动机的研制

采用稀土永磁ＮｄＦｅＢ材料作为电机转子励磁源，通过合理设计电机的牵入转矩和起动转矩，并经投入样机试验，研制成功高效率，高功率因数，可自起动的永磁同步电动机，不仅可用于纺织业，还适用于石油化纤工业机械的变频同步运行场合，是一种高效节能电机。     

新型变极起动永磁同步电动机的参数计算及转矩分析

异步起动永磁同步电动机因其有较高的效率、功率因数和转矩密度而在高效节能场合的应用日益广泛,但由于其结构特点,在起动过程中定转子极数相同,会存在较大的发电制动转矩和脉动转矩,使得在起动过程中的最小转矩变小,严重影响电机的起动能力。该文基于一种新型6/8变极起动永磁同步电动机,实现起动时定子绕组6极、转子永磁体8极,以有效地削弱发电制动转矩和脉动转矩,提高起动能力;待一定时刻,定子绕组切换成8极完成牵入同步稳定运行。分别对该变极起动电机6极状态和8极状态下的电抗参数、磁场、转矩进行了分析及计算,得到6极起动情况下的各转矩分量-转速曲线,并与常规8极异步起动永磁同步电动机进行比较。结果表明,对于该变极起动电机6极起动过程中发电制动转矩和脉动转矩得到了有效地抑制,显著提高电机起动能力。最后,通过二维有限元模型仿真,以及对样机发电制动转矩的测量和空载起动实验,有效地验证了其正确性。     

绕线转子自起动永磁电机斩波起动控制方法

针对绕线转子自起动永磁电机(WRLS-PMSM)PWM斩波调阻起动控制方法进行研究,通过调节转子绕组回路外串等效电阻,使起动平均转矩始终保持在最大值,改善起动性能。将定转子交流电量和阻抗关系折算到直流斩波控制环节,建立PWM斩波调阻准动态数学模型,推导出斩波占空比与转子等效外串电阻关系;总结输出最大合成异步转矩时的转子外串电阻与转速关系,进而得到斩波控制规律;搭建WRLS-PMSM起动性能实验平台,将WRLS-PMSM转子斩波调阻起动与转子自短路起动、鼠笼转子永磁电机直接起动性能进行对比分析,发现采用实时最大异步转矩输出的转子斩波起动方法能够有效提高永磁电机的起动转矩,抑制起动电流,提高牵入能力。     

一种新颖的永磁同步电动机起动策略的研究

永磁同步电动机起动时如果知道转子的初始位置,起动将会十分简便.但是,永磁同步电动机的转子初始位置确定或估计一直是个难题.在研究电动机静起动转矩的基础上提出了一种新的起动策略,较好地解决了在转子初始位置未知情况下电动机的起动.此方法不需要依赖电机的任何参数,而且方法简单.理论分析和实验结果均表明此方法是可行的.     

异步起动永磁同步电机非正常工况退磁分析

为了研究异步起动永磁同步电机非正常工况运行时的退磁磁场对永磁体的影响,通过建立有限元模型,计算分析了包括三相突然短路、缺相运行、过载运行、降电压运行、失步运行和堵转运行6种常见非正常工况运行时定子电流、转速和永磁体工作点磁密的变化。结果表明,起动过程电流均大于非正常工况运行时的冲击电流,直接影响了作用在永磁体上的去磁磁动势,定、转子合成磁动势作用在永磁体上,将使得永磁体工作点磁密最小,退磁风险最大。当电机在同步状态运行时,永磁体工作点磁密为恒定的值;当电机在失步状态运行时,转子导条产生感应电流,定子电流和转子导条电流产生的合成磁场使永磁体工作点磁密做周期性波动。     

两极异步起动永磁同步电机齿槽转矩的研究

异步起动永磁电机的齿槽转矩会引起转矩和转速的波动,对电机的起动和运行性能产生不利的影响.本文以一台2极1.5 kW的异步起动永磁同步电机为研究对象,分析了异步起动永磁同步电机齿槽转矩的特点,建立了该电机的有限元分析模型,并实验验证了模型的准确性.在此基础上,比较研究了转子闭口槽、定子辅助槽、优化极弧系数和采用不均匀气隙等几种方法对该电机齿槽转矩的削弱效果.     

PMSM转子初始位置检测分析及起动策略

为准确获取永磁同步电机(PMSM)转子初始位置信息,实现电机的平稳起动,提出一种PMSM转子初始位置检测方法和基于增量式编码器的PMSM起动策略。从定子电流矢量的角度预定位PMSM转子,并导出定子电流矢量的产生方法,获取确定的转子位置信息。在此基础上,提出基于转子预定位的PMSM起动策略,并在起动过程中完成增量式编码器的校正。结果表明,所提起动策略可以准确检测转子的初始位置,实现电机的平稳起动与可靠运行。