基于混合方法的PWM逆变器下永磁同步电动机的温升研究

提出一种新型基于等效热网络与有限元相结合的混合方法,建立了三维磁热耦合模型,对一台在脉宽调制（PWM）逆变器驱动下的30 kW/50 Hz表贴式永磁同步电动机进行了仿真研究。首先用场路紧密耦合方法分析电机的分布热源,包括涡流损耗、铁损和铜损。利用该热源分布,结合适当的热网络,研究了耦合温升问题。仿真结果表明,由于载波谐波的影响导致永磁体中涡流损耗的大量增加,其温升也非常显著。试验验证表明,磁块表面和机壳的测量温度与分析结果相吻合,因此该分析方法能准确预测永磁体温度。     

基于混合方法的PWM逆变器下永磁同步电动机的温升研究

提出一种新型基于等效热网络与有限元相结合的混合方法,建立了三维磁热耦合模型,对一台在脉宽调制(PWM)逆变器驱动下的30 kW/50 Hz表贴式永磁同步电动机进行了仿真研究.首先用场路紧密耦合方法分析电机的分布热源.包括涡流损耗、铁损和铜损.利用该热源分布,结合适当的热网络,研究了耦合温升问题.仿真结果表明,由于载波谐波的影响导敛永磁体中涡流损耗的大量增加,其温升也非常显著.试验验证表明,磁块表面和机壳的测量温度与分析结果栩吻合,因此该分析方法能准确预测水磁体温度.     

外置式永磁同步电动机永磁体涡流损耗现象及解决办法

1　引言近年来 ,由于高效、节能等方面的因素 ,各产业领域采用永磁同步电动机代替异步电动机 ,已成为一种趋势。永磁式同步电动机在转子结构上分为两类 :一种是将永磁体埋设于转子内部 ,即所谓内置式 (IPM) ;另一种是将永磁体嵌于转子表面 ,称之为外置式 (SPM)。外置式同步电动机 ,由于转子表面设置永磁体 ,电感变小 ,可以得到迅捷的电流响应。另外 ,因为不产生磁阻转矩 ,转矩呈现良好的线形 ,因而适用于要求高速响应的随动系统。目前 ,在日本电车上普遍采用外置式筒状永磁同步电动机 ,转子上采用的永磁体多为钕铁硼 (NdFeB)等高能量稀…     

实心转子永磁同步电动机起动性能

为了准确分析实心转子永磁同步电动机从起动到牵入同步这一非常复杂的机电瞬变过程特性,以一台30 kW、6极切向式实心转子永磁同步电动机为例,采用场路结合有限元法,建立了电机二维有限元模型,给出了求解域和假定条件下的有限元方程,实现电机场、路及运动的耦合处理.在此基础上对样机起动过程进行了暂态仿真,通过对比实验数据,说明了该方法的准确性和这类电机起动性能的优越性.此外,分析了转子导条和永磁体尺寸变化对起动性能的影响,即起动时间随导条宽度增加而减小,随永磁体磁化方向长度l增加而变长;永磁体高度h过大或过小都会延长起动时间,不利于样机起动.     

永磁体分散性对自起动永磁同步电动机的影响

由于批量生产的永磁材料在性能上存在不可避免的分散性,会造成永磁同步电动机性能的差异,采用理论分析与性能计算相结合的方法,研究了永磁材料性能的分散性对永磁同步电动机起动性能、空载性能和额定性能的影响,并以380V、22kW、6极永磁同步电动机为例进行了实验验证.结果表明:永磁体性能的分散性影响起动过程中的最小转矩,对电机的起动有较大影响;永磁体分散性对空载电流、空载功率因数、负载功率因数和过载能力影响较大,而对额定运行时的效率、电流影响不大.     

U型永磁同步电动机结构参数的分析与研究

利用有限元分析软件ANSYS对1.5 kw U型永磁同步电动机进行建模.采用场路结合的方法对电机的性能进行了计算.分析并研究了电机定子槽形状、气隙、电枢绕组、永磁体尺寸、铁芯长度等电机结构参数对电机性能的影响.通过此项研究对设计U型永磁同步电动机具有一定参考价值.     

高压永磁同步电动机永磁体隔热分析

针对钕铁硼永磁体的居里温度点低,温度特性差等缺点,以315 kW、6 kV永磁同步电动机为例,分析了永磁体的温升情况.根据传热学原理,建立了样机转子的三维物理模型和数学模型,采用三维有限元方法对样机转子温度场进行计算,求解得到了实心转子永磁体的温度分布情况.考虑到永磁电机主要关心永磁体的温度,提出了在永磁体四周加隔热材料的方法,着重分析了永磁体周围隔热材料的作用.比较了永磁体上加隔热材料的几种情况下永磁体、起动笼条和电机整体温度的分布趋势.此方法为降低永磁电机永磁体温度提供了解决的途径,为以后永磁电机的设计提供了一定的理论依据.     

基于场路结合法的永磁同步电动机设计分析软件

软件可在界面中输入电机设计参数,然后通过VB对Amys二次开发,利用参数化设计语言APDL,建立电机模型并对永磁同步电机(PMSM)内部电磁场进行计算分析,得到所需要的数据和图形;然后通过场路结合法计算得到电机的工作特性,并且编写与Matlab的接口程序,调用PMSM仿真模型,对电机暂态性能进行仿真.软件系统具有界面友好、操作方便、精确性较高的特点,对电机设计人员有一定的指导意义.     

永磁同步电动机的设计分析

本文分析了永磁同步电动机设计的主要物理量及有关尺寸的选择,它为优化设计提供了基本的数学模型。     

稀土永磁同步电动机转子温升探讨

稀土永磁同步电动机在正常运行时，理论上转子无基波损耗，转子温升应该较低，但在实际中由于磁钢涡流损耗和谐波损耗等不可避免的问题引起转子发热，温升增大。针对作者研制的一台REPMSM在试验时出现转子温升过高现象，该文对转子结构、槽配合以及稀土永磁材料等进行分析，提出了降低转子温升的解决方法。通过实验可知，磁钢的涡流损耗对REPMSM的转子温升影响很大。     

Iron Loss Analysis of Permanent Magnet Motors Fed by PWM Inverter

Carrier harmonic losses that consist of iron loss, eddy current loss, and ac copper loss are produced in a permanent magnet machine driven by a PWM inverter. It is already known that a higher motor inductance can lead to lower carrier harmonic losses. This paper investigates the carrier harmonic loss composition of two motors with identical dimensions but different inductances. The results of finite element analysis (FEA) showed that the eddy current loss in the iron core accounts for most of the carrier harmonic loss. It is also shown that the carrier harmonic loss of the iron core is quantifiable using theoretical calculations.     

用GALERKIN有限元法分析三维及准三维涡流场

本文采用Galerkin有限元法推导了三维,准三维涡流磁场的弱解形式.并利用所得结果,计算了一台三十万千瓦汽轮发电机端部磁场.     

Steady-State and Stability Analysis of Induction Motor Driven by Current Source Inverter

Steady-state characteristics and instability of an induction motor driven by current source inverter are studied in comparison with the system driven by voltage source inverter. It is shown that as the speed is increased the electromagnetic torque takes three extremities a maximum torque is close to the standstill and a minimum and a second maximum torques are near to the synchronous speed. Thus the magnitude of the starting torque is slightly less than the breakdown torque and larger than that for the voltage source type. Operation close to the synchronous speed is impractical, because of the higher copper loss and lower efficiency due to the increase of current and the decrease of the power factor with increasing speed. As this fact prevails also in the negative slip region, a dynamic brake action rather than a regenerative braking action will be obtained. Over a wide range of slip, higher torques than those for the voltage source type are obtained. Instability appears usually as a sustained oscillation on armature voltage and current. Applying the Routh-Hurwitz criterion, several instability boundaries for various parameters are described. Some experimental results are presented which show essential agreement with the theory.     

直驱式分数槽集中绕组永磁同步风力发电机永磁体涡流损耗解析计算

永磁同步电机永磁磁动势和电枢反应磁动势作用于磁路在气隙处除产生基波磁场外,还产生各种谐波磁场.气隙处各种谐波磁场相对于永磁体转速不同,相对转速不为零的谐波磁场会在永磁体内部感应出电场产生涡流损耗,引起永磁体发热甚至去磁.从产生涡流损耗原因入手,在二维直角坐标系下建立电磁场方程,得出了永磁体涡流损耗的解析解,并分析涡流损耗与电机参数的关系.对一种直驱式表贴永磁同步风力发电机进行了解析计算,并利用有限元进行了仿真分析,仿真结果表明此方法可行.     

变压器箱体涡流损耗的三维有限元分析

建立了电力变压器漏磁场及箱体涡流损耗的计算模型,计算了变压器箱体的涡流损耗分布,提出了减少箱体涡流损耗的电磁屏蔽和磁屏蔽方法.     

双向准Z源逆变器驱动永磁同步电机的快速有限集模型预测控制

双向准Z源逆变器驱动永磁同步电机(PMSM)系统在兼具Z源逆变器和PMSM优点的同时,还可实现能量的双向流动。针对双向准Z源逆变器驱动PMSM系统的特点,提出一种快速矢量选择有限集模型预测电流控制(FCS\|MPCC)策略。由双向准Z源网络直流链电压闭环与PMSM电磁功率前馈生成电感电流参考值,由电机转速闭环生成电机电流参考值。通过预测直通(ST)及非直通(NST)状态下的电感电流值并引入电感电流子代价函数以确定是否选择ST状态,进而实现对直流链电压的控制。在NST状态下,结合空间电压矢量脉宽调制策略,仅使目标电压矢量所在扇区的4个矢量参与PMSM定子电流预测和代价函数计算,以选择最优的开关状态,在实现对PMSM转速控制的同时减小在线计算量。仿真结果表明,所提控制策略可实现对双向准Z源逆变器的升压及PMSM牵引或制动工况下的转速控制,系统具有良好的稳态及动态性能。     

PWM逆变器相电流重构研究与误差分析

为了降低系统成本和体积,研究了脉宽调制(PWM)逆变器供电的电动机变频调速系统仅采用一个直流电流传感器获得交流相电流时存在的问题,通过修改逆变器开关状态的相电流重构方法满足了直流电流的采样要求,根据逆变器的开关状态实现了交流侧电动机相电流的重构.针对在该方法作用下重构相电流与实际相电流之间的误差,详细分析其产生的原因,...     

一种单驱动电源多电平电流型逆变器的研究

研究了一种单驱动电源多电平电流型逆变器(CSI)电路拓扑及其控制方法,其特点为所有开关管发射极共电位,用单个驱动电源驱动全部开关管,既能节省器件和成本,又能提高装置的可靠性.针对该电路拓扑的工作原理,这里引入多载波POD PWM技术,并给出了具体实现方法.最后,仿真和实验结果验证了此类电路拓扑的可行性和有效性.     

三维涡流场有限元分析中的标量电位的研究

本文以三维涡流场有限元计算中所遇到的角点问题为突破口，分析讨论了标量电位在三维涡流计算中的作用，指出了消去标量电位以引入修改矢量位的前提条件。     

三态准PWM电流滞环控制逆变器分析与实现

深入分析并研究了三态准PW M 电流滞环控制技术及其在逆变器中的应用。三态准PW M 电流滞环控制逆变器,具有输出频谱特性优,输出滤波器设计容易,输出波形质量高,开关损耗小,稳定性好,静态精度高,动态响应快等优良的综合性能。试验结果与理论分析一致。