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.     

交流电机变级绕组的设计Ⅱ：统一设计法

论述交流电机变机绕组的设计方法──统一设计法。统一设计法不仅可用于设计变极绕组的正规方案，重要的是它亦可用于设计变极绕组的非正规方案，而且操作便捷。本文给出了一个用统一设计法设计交流电机变极绕组非正规方案的例子。     

槽号相位图在双绕组变极电机中的应用

通过对一台低速极空载电流表现异常的双绕组变极电机的检查、分析及处理,介绍了槽号相位图在双绕组变极电机中的应用。同时通过这个实例证明,槽号相位图是一种简捷可靠的分析手段,可以广泛地应用于双绕组变极电机的设计和制造中。     

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     

高压单绕组双速三相异步电动机设计分析

通过对Y2 500-6/8 450kW/190kW近极比单绕组双速电机的设计,总结出电机绕组设计应根据实际情况确定采用反向法变极,还是换相法变极,同时电机的槽配合及节距的选择,要尽量提高绕组系数,提高电机出力,减小磁动势谐波含量为目的实现单绕组双速电机设计.     

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.     

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。     

交流电机变极绕组设计Ⅰ：理论基础—概念和法则

论述与交流电机变极绕组设计有关的一些基本概念和法则。首先，提出交流电机的元绕组概念，给出其及参当先数求法；其次，论述最小对称槽号组概念，给出其定义，性质及参数求法；最后，论述ｔ参数条件。元绕组概念为交流电机绕组的设计提供了一个基本的分析途径；最小对称槽号组概念是设计交流电机变极绕组非正规对称方案的关键概念；ｔ参数条件为变极绕组非规方案的存在性节判别法则。     

三相交流电机变极绕组结构的梳理和综述

本文对迄今为止已开发和应用的三相交流电机变极绕组的结构进行了梳理和综述 ,描述了各结构的相带宽度、出线根数和适用情形等特征 ,预期了三相交流电机变极绕组结构的发展前景。     

单绕组多速电动机的设计和探讨

单绕组双速异步电动机是变极电机中方法最简易、应用最广泛的一种变极调速方法。变极电机的设计中,花费时间最多的是研究绕组的排列。通过槽电流表和槽磁动势图定性地分析电机的谐波磁场对电机运行性能的影响,由此确定电机所选槽配合是否合适。在工厂中,通过对现有的单速电机进行绕组改绕来设计单绕组多速电机。改绕计算主要是计算电动机磁路各部分磁通密度数值,不使其过大而致铁心严重饱和。在设计与计算过程中需要综合考虑2种极数下电机性能的特点。     

单相变极多速电机绕组连接及抽头调速法

介绍了单相变极多速异步电机的绕组结构、连接规律和抽头调速法,通过分析比较电势星形图得出了一种四、六极性能兼顾的变极方案。改绕后的样机测试结果表明,变极多速绕组连接方案和分析方法是正确的。     

高压异步电动机正弦硬绕组的设计

基于谐波含量较低的正弦散嵌绕组在中小型异步电动中的应用思想,提出了适用于高压大中型异步电动机的正弦硬绕组.通过对正弦硬绕组的谐波分析,针对硬叠绕组与散嵌叠绕组的不同点,并结合散嵌正弦绕组的设计思路,给出了由普通双层硬绕组改为正弦硬叠绕组的设计方法,包括联结和△联结的并联支路数、导线并绕根数、扁导线线规及线圈匝数确定方法.样机设计结果表明该方法的可行性,且在不增加电机成本的情况下,正弦硬绕组能够进一步提高高压异步电动机的效率,这对开发高压高效异步电动机是很有参考价值的.     

双绕组电机在电力系统中的发展

与传统笼型感应电机相比，双绕组电机具有降低电机谐波损耗、杂散损耗及转矩脉动的性能。综述了双绕组电机的研究状况，预测了双绕组电机的应用前景。     

Multipole synchronous machines with fractional q < 1 tooth windings and excitation with permanent magnets

Specific features of multipole synchronous machines with fractional tooth windings and excitation with permanent magnets are considered. A comparison of such machines with motors with standard windings is given. Technical characteristics of manufactured motors are presented. Prospects for application of such motors are shown.     

基于三相半桥功率变换器的无轴承开关磁阻电机绕组结构分析

无轴承开关磁阻电机兼有开关磁阻电机和磁轴承的优点。功率变换器是无轴承开关磁阻电机的重要组成部分,其控制绕组电流,对电机旋转和悬浮性能有重要影响。悬浮绕组功率变换器采用三相半桥结构时,由于负载的不对称,存在中点电压漂移问题。该文简要介绍了电机悬浮原理和数学模型,将功率变换器和电机作为一个整体,分析了中点电压漂移的原因及绕组配置对中点电压的影响。给出了5种绕组结构形式下,各相悬浮力之和及其对中点电压的影响。通过合理配置绕组结构,使电机在恒定径向负载的情况下,中点电压波动大为减小。给出了4种优化的无轴承开关磁阻电机绕组结构。实验结果证明了理论分析的正确性。     

整距绕组分块转子开关磁阻电机的电磁设计

整距绕组分块转子开关磁阻电机具有高速运行时低风（油）阻和低铁心损耗等优点,特别适合用于航天航空驱动系统。根据整距绕组分块转子开关磁阻电机的基本工作原理,结合输出功率与平均转矩的关系,将绕组电流等效为方波,推导出了整距绕组分块转子开关磁阻电机的主体尺寸计算公式;基于电机定转子未对齐位置和对齐位置的电磁特性,以及整距绕组分块转子开关磁阻电机的电磁特点,确定了定、转子极弧系数选取的规则;同时分析了绕组匝数等主要尺寸的选取的规则;最后,基于上述方法优化设计了一台实验样机,并通过有限元仿真及实验验证了整距绕组分块转子开关磁阻电机的电磁设计方法的正确性。     

双变频器并联驱动变频电机的两种绕组设计方法

阐述了两种不同要求的双变频器并联变频电机接线及设计方法,对比两种设计类型的电机与普通三相异步电动机绕组接线上的区别,并从实质上分析了两种类型电机的绕组的不同点及共同优点.     

无刷绕线型感应电动机的研究与仿真

无刷绕线型感应电动机采用谐波起动的原理对电机的绕组进行独特的设计,使其具有高的起动性能和无刷的转子结构。介绍了这种电动机的基本原理,给出了一种绕组设计方案,研究出了电机在M-T坐标系下的数学模型,并在此基础上建立了电机的Matlab/Simulink仿真模型,通过仿真实例验证了该电机的优越性。     

单双层绕组在小型三相异步电动机设计中的应用

通过对电机采用单层绕组与单双层绕组进行比较,论述了电机采用单双层绕组后,可有效的提高电机效率、降低电机杂散损耗、提高电机的起动性能、降低温升,是切实可行的有效措施。     

Torque and suspension force in a bearingless switched reluctance motor

Bearingless switched reluctance motors, which can control rotor radial positions with magnetic force, have been proposed. The bearingless switched reluctance motors are characterized by integration of switched reluctance motors and magnetic bearings. These motors have two kinds of stator windings composed of motor main windings and suspension windings in the same stator in order to produce suspension force that can realize rotor shaft suspension without mechanical contacts or lubrication. For successful stable operation, accurate theoretical formulas of instantaneous torque and suspension force are necessary to a rotational speed controller and a rotor radial position controller. This paper derives the theoretical formulas of the instantaneous torque and the suspension force from an assumption of simple permeance distribution. This derivation process makes an assumption that fringing fluxes are distributed on elliptical lines. It is shown with experimental results that the derived theoretical formulas are very accurate in terms of practical application. © 2006 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 157(2): 72–82, 2006; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20157