充油式水下异步电机冷却系统多场耦合分析方法

冷却系统的合理设计与准确分析是水下电机稳定运行的关键。首先考虑压力平衡、冷却、密封等问题,设计充油式水下异步电机冷却系统。其次分析水下电机损耗与温度间单向和双向耦合关系并给出相应的计算流程;基于散热器与水下电机和循环叶轮在温度和压力损失上的相互影响,确定冷却系统中温度场与流场间双向耦合关系,并推导散热器性能参数计算式;在此基础上提出多物理场耦合分析方法。最后采用所提出方法分析55kW水下电机冷却系统,揭示出铜耗、油摩损耗、工况点循环流量和散热器出口温度的变化规律,指出在水下电机温度场分析中计算转子铁耗是必要的,得到散热器结构参数影响规律及其合理匹配区间,并通过试验验证该方法的合理性。     

紧凑型高压异步电机三维流体场分析及温度场仿真计算

为研究10 kV紧凑型异步电机额定工况运行时,内、外双风扇作用下电机内的流体流动状况以及电机各部件的温度分布情况,采用流体场与温度场耦合的方法建立电机三维散热模型,并对内外风扇以及转子自力性扇叶周围空气建立旋转气域模型。将电磁场有限元仿真计算得到的绕组铜耗、定子铁心损耗、转子铝耗等作为热源,在计算流体力学理论分析的基础上,对电机温度场作出合理的基本假设并给出相应的边界条件,通过流热耦合仿真计算得到电机在双风扇随轴转动情况下电机内外流体场中流体流动及电机各部件温度的空间分布特征。仿真结果表明,电机温度最大值位于转子绕组中部,定子绕组温度最大值为113 ℃,满足F级绝缘要求;内风扇工作时可以有效降低定、转子温度。     

扁平型直线异步电机温度场的计算与分析

提出了扁平型直线异步电机温度场的二维计算模型。确定了直线电机中不同材料的导热系数和表面换热系数。考虑了瞬态温度场计算时直线电机绕组端部的影响,分别计算了初级槽部和初级铁心等效单元体的密度以及比热容。在此基础上利用有限元分析软件ANSYS计算了直线电机运行在短时定额下的温度场。     

扁平型直线异步电机温度场的计算与分析

提出了扁平型直线异步电机温度场的二维计算模型。确定了直线电机中不同材料的导热系数和表面换热系数。考虑了瞬态温度场计算时直线电机绕组端部的影响，分别计算了初级槽部和初级铁心等效单元体的密度以及比热容。在此基础上利用有限元分析软件ANSYS计算了直线电机运行在短时定额下的温度场。     

铁耗和环流损耗分布对定子温度场及 绝缘外表面散热系数计算的影响

以150 MW空冷汽轮发电机为例,建立电机二维电磁场数学模型,利用有限元方法对电机定子基本铁耗及其分布进行计算与分析,在此基础上对定子温度场进行计算,并与传统方法铁耗均匀分布情况下的温度场进行比较,给出了铁耗分布对定子温度场的影响;研究了计及每根股线的环流损耗与环流损耗平均分布2种方案下的定子温度场。在考虑上述基本铁耗和环流损耗的基础上,提出基于傅里叶导热定律和牛顿放热定律的通风沟内主绝缘外表面散热系数计算新方法,为电机与电器的表面散热系数计算提供了新思路。     

水下电机损耗加载方式及温度场耦合分析

温度场研究对水下电机稳定运行至关重要。本文考虑旋转磁场和谐波磁场的影响,分析定子不同区域铁耗密度分布规律,考虑绕组和导条的电阻、润滑油黏度与电机温度的关系,分析铜耗和油摩损耗的变化规律,由此采用一种铁耗空间分布加载与油摩损耗和铜耗变量加载的方式对水下电机温度场计算模型进行耦合分析,得出的电机温度结果明显小于采用损耗均布加载方式所得结果,最高温度下降70.4%,设计正交试验得出各因素影响温度场的重要性次序,通过水池试验验证此加载方式对水下电机温度场研究的合理性。     

混合定子铁心再制造电机三维温度场分析

针对混合定子铁心再制造电机的温度场计算问题,依据热传导及有限元理论方法,采用等效热网路法和有限元仿真法计算了再制造电机的三维温度场。分析了混合定子铁心磁密轴向分布情况,提出一种混合定子铁心铁耗的精确计算方法,计算得到混合定子不同材料段铁耗;建立了混合定子铁心再制造电机热网络模型,利用等效热网络法计算得到节点温度;计算了混合定子铁心轴向生热率,利用定子铁心按损耗分布加载的精确温度场仿真方法对再制造电机和原电机的温度场分布进行研究,得到了再制造电机的温度分布规律,并分析了原因。制造了混合定子铁心再制造电机样机并进行了温升实验,验证了计算结果的正确性。     

驱动用异步电机负载变化对损耗影响数值计算

为研究负载变化对驱动用异步电机损耗的影响,以一台Y2-250M-4、55 kW笼型异步电机为例,基于电磁场基本理论及假设条件,建立了场-路耦合的电机电磁场计算模型,采用时步有限元法对其进行电磁场计算。通过对电磁场计算结果的分析研究,明确了电机在额定工作条件下的电磁场特性及各类损耗的分布规律。进而对电机空载、半载、满载及1.1倍负载下的电机电磁场特性及损耗变化进行对比研究。结果表明:额定运行时,定子轭部在电机中铁耗最大,占总铁耗的48%,负载增加时,定子齿顶铁耗增加比例最大,增加了265.7%,本研究对电机的性能优化具有一定的参考价值。     

变频器驱动下异步电机铁心损耗的研究

本文介绍了一种计算变频器驱动下异步电机铁心损耗的方法。该方法在分立铁耗模型的基础上,结合贝塞尔函数,推导出了变频器供电下异步电机铁耗的计算模型。在考虑变频器参数对铁心损耗的影响的情况下,建立了变频器供电时和标准正弦供电时铁心损耗的数量关系。分析了变频器供电时电机铁心损耗与变频器调制比和载波比的变化关系。并针对一台4500kW变频电机铁心损耗进行了计算分析。     

大功率永磁同步电机磁热耦合分析

本文以一台160kW永磁同步电机为研究对象,根据电机的结构参数在电磁仿真软件中建立了电机的有限元仿真模型,计算出电机在额定工况运行下的电磁场及铁耗和铜耗的分布情况。将三维模型导入到温度场仿真软件中并计算出各主要部分的体积,结合铁耗和铜耗的计算结果求出电机各主要部分的生热率,进而求出电机在额定工况下稳定运行后电机各部分的温度分布情况。在此基础上对电机进行温升实验,将两者结果进行对比,二者结果基本一致,证明磁热耦合仿真在分析电机内部温度场分布时准确性满足要求。     

基于ANSYS的异步电动机二维稳态温度场分析

应用ANSYS分析软件,建立三相异步电动机的二维有限元模型,分析了定子绕组等效导热系数、定转子间气隙的等效导热系数和电机的发热源,根据电机的边界条件和材料属性,对异步电动机进行二维温度场仿真计算,得出了电机在空载情况下定、转子整体的稳态温度分布图和矢量图.提取几个特殊点与实验数据进行比较,精度满足工程要求,从而验证了该...     

基于神经网络的异步电动机信息融合故障诊断系统

针对传统异步电动机故障诊断方法中存在的局限性,在对异步电动机故障诊断的特点和要求基础上,提出了一种基于神经网络的信息融合故障诊断方法.对所采集异步电动机的电压、电流、绕组温度等进行数据预处理与特征提取、归一化后,把这些特征参数作为神经网络的输入,经过学习训练,以判断系统状态,识别系统的故障.仿真实验结果表明其故障诊断是可行和有效的.     

异步牵引电机的温度场分析

建立了三相异步牵引电机温度场分析的有限元模型,分析了电机的发热热源、定子线圈等效导热系数、强迫通风冷却条件下通风沟内和气隙内气流的散热系数.用有限元分析软件Ansoft对异步牵引电机的温度场进行了仿真,给出了空载和额定负载条件下包括定、转子在内的电机整体的温度场分布图,列举了一些特殊位置点的温度,并对仿真结果进行了比较和分析.     

基于SAPSO算法的异步电动机参数辨识

异步电动机等效电路参数的准确辨识对电动机的控制具有重要作用,同时,等效电路参数的变化可以反映电动机的运行状态,故参数辨识也被运用到电机故障诊断中。将现代最优化算法应用到三相异步电动机的等效电路参数辨识中。通过将粒子群优化算法(PSO)和模拟退火算法(SA)相结合,可以准确有效地对异步电动机的6个等效参数进行辨识,与遗传算法相比,SA-PSO算法易于实现且收敛速度快。算法采用考虑铁耗的异步电机d-q坐标系下的模型来实现,将温度对电阻参数的影响考虑在内。通过算例证明了算法能够有效地对电机参数进行辨识及跟踪电阻的变化。     

Y系列中型高压三相异步电动机的通风、发热研究

本文用数值法和等效热路法对Y系列中型高压电机的通风、发热问题进行了研究。结果表明经适当的结构改进,可以在Y系列中型高压电机中采用纯轴向通风结构,和改进前的相比,可节省有效材料,减少工时,降低成本。制造的样机经试验证明改进设计是成功的     

异步牵引电机的温度场分析

建立了三相异步牵引电机温度场分析的有限元模型,分析了电机的发热源、定子线圈等效导热系数、强迫通风冷却条件下通风沟内和气隙内气流的散热系数.用有限元分析软件Ansoft对异步牵引电机的温度场进行了仿真,给出了空载和额定负载条件下包括定、转子在内的电机整体的温度场分布图,列举了一些特殊位置点的温度,并对仿真结果进行了比较和分析.     

SVPWM控制技术在两相异步电动机中的应用

研究了两相逆变器供电异步电动机系统的SVPWM控制技术,该系统可广泛应用于小功率、宽调速范围运行的场合。推导并建立了两相异步电动机的数学模型,分析了两相逆变器驱动两相异步电动机的工作原理和空间矢量的时间分配原则。以一台小功率两相异步电动机为对象,进行了系统仿真,给出该电机采用SVPWM方式控制运行时的仿真波形。     

基于磁感回路参数的异步电动机内部故障仿真

基于电磁学磁感回路分析,建立了异步电动机仿真模型。结合分析异步电动机内部故障时定子阻抗的变化,得到异步电动机启动过程、正常运行、发生故障后的机端侧电流、转子转速、定转子角差、转矩等各电气量的数据变化,为电动机模型仿真提供了一种基于磁感回路参数的新仿真方法,以便于为电动机内部故障分析提供定量分析。     

基于Matlab/Simulink的异步电机矢量控制系统仿真

在ABC坐标系的基础上,分析了异步电机的数学模型.利用Matlab/Simulink给出异步电机的一个通用而简单的动态仿真模型,并把该模型应用于异步电机的矢量控制系统,建立了转子磁链定向的异步电机矢量控制系统仿真模型.使用时只需调用该模型并置入相应的电动机参数即可,证明该模型具有快捷、灵活、方便、直观等一系列优点.通过...     

低压电动机就地无功补偿

在工矿企业中,异步电动机消耗的无功功率约占70%,因此造成工矿企业的功率因数低,线损大。本文就解决工矿企业的功率因数和线损等问题,对异步电动机运行时的无功变化进行了分析,给出了异步电动机就地无功补偿容量的计算方法。对异步电动机就地无功补偿进行效益分析,说明异步电动机就地补偿是经济、简单、可靠、高效的无功补偿方法。