双屏蔽复合转子电动机性能分析

本文首先建立了双屏蔽复合转子电动机二维瞬态场的物理和数学模型,模型考虑了定、转子屏蔽套间循环水引起的水磨损耗等效转矩特性。计算了双屏蔽复合转子电动机瞬态特性,得到了定、转子屏蔽套的涡流损耗以及复合转子部分涡流损耗。定量分析了屏蔽套尺寸及材料特性不同对电机电磁性能的影响,为工程设计提供了理论依据。     

高速永磁屏蔽电机摩擦损耗分析与计算

基于3D流体场模型和有限元体积法，针对高速永磁屏蔽电机进行转子表面介质摩擦损耗计算和敏感性因素分析，研究转子转速、介质轴向流速、屏蔽套表面粗糙度对气隙内介质摩擦损耗的影响规律。基于一台额定转速36 000 r/min的电机结构，对半径比为0.896～0.930的窄气隙泰勒-库埃特-泊肃叶（TCP）流进行仿真分析，得到摩擦阻力系数与水轴向流速、转子转速的关系，并采用非线性拟合的方法得出不同轴向流速和转子转速的摩擦损耗系数经验公式。随后，搭建试验平台测量摩擦损耗，对比试验测得与仿真求得的摩擦损耗大小以及数值仿真与经验公式计算的摩擦损耗系数，误差在5%范围内，满足工程要求，验证了数值仿真分析和经验公式的准确性。     

新型永磁屏蔽电机性能研究

在分析传统的有转子铁心永磁屏蔽电机的基础上,研究了一款适用于管道屏蔽电泵的新型结构永磁屏蔽电机。该电机无转子铁心,永磁体极弧系数为1。采用二维瞬态有限元方法对两种结构电机进行了磁场分析,计算了定转子屏蔽套的涡流损耗以及各种损耗,获得电机性能参数。计算结果表明,与同功率的有转子铁心永磁屏蔽电机相比,无转子铁心永磁屏蔽电机不仅结构更简单、成本更低,而且效率更高。     

一种卧式屏蔽电机温度场分析

针对一种卧式7.5kW两级屏蔽式异步电动机(以下简称卧式屏蔽电机),进行温度场建模,利用ANSYSWorkbench进行计算,得到屏蔽电机温度分布云图、屏蔽电机主要零部件温度分布,对比了不同材质屏蔽套损耗及温度分布,对提高屏蔽电机的效率、安全性、可靠性,具有重要参考价值。现通过对其在设计、制造、使用中的状况的收集、整理、分析,发现仍有改进空间可挖。     

低噪声屏蔽电机定子屏蔽套激振力和受迫振动分析

三相屏蔽电机是屏蔽电泵专属特种电机,该电机的性能优劣对系统振动噪声有很大影响。屏蔽电机气隙内的旋转磁场在定子屏蔽套中感应出涡流,除产生屏蔽套涡流损耗外,该涡流还将与气隙合成磁场相互作用形成径向和切向高频电磁激振力。考虑到定子屏蔽套是薄壁件,与定子齿冠间存在一定的安装间隙,所以在电磁激振力下定子屏蔽套将产生电磁振动和噪声。首先从解析的角度推导得到了径向和切向电磁激振力的数学表达式,进而采用有限元法计算定子屏蔽套典型位置点磁通密度时间谐波和圆周方向上磁通密度空间谐波分布规律及谐波含量,得到了不同屏蔽套材质时的涡流电流密度分布。计算了定子屏蔽套采用哈氏合金时的电磁激振力变化曲线,并与解析计算结果进行了横向对比,验证了解析计算的正确性。最后,计算分析定子屏蔽套的工作模态和在电磁激振力作用下的机械形变,为后续屏蔽电机的减振降噪提供理论依据。     

无刷直流屏蔽电动机的涡流损耗与性能研究

无刷直流屏蔽电动机属于特种电机,广泛用于离心泵的驱动,电机转子沉浸在输送液体中,因略去了动密封或磁力耦合装置,具有体积小,寿命长及综合效率高等优点,近年来被广泛应用并迅速发展。然而当电机运行时,屏蔽套内会存在旋转磁场,若屏蔽套为导电材料,则会产生涡流损耗。本文介绍一种155 W微型无刷直流屏蔽电动机屏蔽套损耗数值计算与二维有限元仿真过程,并对电机性能进行优化设计。     

高速永磁屏蔽电机损耗分析与温升研究

损耗是影响电机效率和发热的重要因素,定子屏蔽护套作为高速永磁屏蔽电机损耗的主要来源,合理的设计是保证电机可靠安全运行的关键。本文基于有限元模型计算分析电机定子屏蔽护套的涡流损耗以及电机温升分布,并对屏蔽护套损耗敏感性因素进行研究;通过样机试验分离出定子屏蔽护套涡流损耗。试验与理论分析结果基本一致,验证本文所建立的高速永磁屏蔽电机有限元模型的正确性,对今后屏蔽电机的分析、设计具有理论指导意义。     

屏蔽式感应电动机屏蔽套损耗的计算及减少途径

叙述了屏蔽式感应电动机定、转子屏蔽套电损耗的计算方法。给出了定子屏蔽套电损耗计算修正系数曲线。根据屏蔽套电损耗计算公式,提出减少定子屏蔽套电损耗的途径。     

屏蔽套材料对屏蔽式永磁同步电机电磁场和温度场的影响研究

针对单向耦合法分析屏蔽式永磁同步电机电磁场和温度场时计算精度低的问题,提出了一种磁热双向耦合法。首先,建立了磁热耦合计算模型。其次,采用双向耦合法分析了屏蔽套材料对电机性能的影响,并与单向耦合计算结果进行了比较。最后,建立了电机三维模型,利用有限元软件进行了电磁场和三维温度场分析。研究结果表明所提的磁热双向耦合计算方法可以有效提高电磁场和温度场的计算精度,此外屏蔽套采用不导电不导磁材料可有效提高屏蔽式永磁同步电机效率,降低电机温升。这不仅为屏蔽式永磁同步电机的设计提供了参考,同时对于保证电机高效和可靠运行具有重要意义。     

无刷直流永磁屏蔽电机参数计算

屏蔽电机主要用于各类液体循环系统中。由于无刷直流永磁屏蔽电机的端部漏感较大,二维方法无法精确计算电机性能,需要用三维数值方法计算。采用三维瞬态有限元方法分析了一台无刷直流永磁屏蔽电机的电磁场,并运用能量摄动法计算了不同转子位置角时电机定子绕组的自感和互感值,且对其进行了傅里叶分析。在此基础上,采用场路耦合的方法,计算了该电机在额定工况下的各种损耗、电磁转矩和效率等性能参数。     

电机转子拉紧螺杆涡流损耗分析

铜条转子铁心的叠压固定经常会使用拉紧螺杆,由于转差率等因素的存在会在拉紧螺杆内产生涡流损耗,影响电机的温升和效率,传统的磁路设计忽略了涡流损耗的计算.以一台YHP560-6 400kW 10kV电机为例,利用有限元法,对转子拉紧螺杆的涡流损耗进行计算,并以此结果分析了拉紧螺杆涡流损耗对电机性能及温升的影响.     

开关磁阻电机铁损的双频法有限元计算研究

文中对1台三相12/8结构开关磁阻电机进行了四分之一域的二维(2D)电磁场有限元分析,得到了大小和方向都随时间变化的铁心磁密矢量的X和Y分量,从而更细致地描述了电机铁心各单元磁密随时间(转子位置角度)的变化周期和规律。在无需知道电机铁心材料的损耗系数(即涡流修正因子和局部磁滞回线因子)的情况下,以磁密的计算信息和铁心材料单位体积的铁损密度数据为基础,通过双频法分离出铁损中的涡流损耗和磁滞损耗,再用频率分解法和最大磁密法分别计算这2种损耗,并对占电机铁心铁损较大比例的涡流损耗进行了离散傅里叶分解,比较各次谐波分量对铁损的影响。由间接法计算出铁损的实验值,近似地分离了铁损和杂散损耗,实验验证了该铁损计算方法的准确性。     

Loss Analysis of Permanent-Magnet Motors With Concentrated Windings—Variation of Magnet Eddy-Current Loss Due to Stator and Rotor Shapes

In this paper, we investigate losses, including magnet eddy-current loss of permanent-magnet synchronous motors with concentrated windings. A 3-D finite-element method that considers carrier harmonics of pulsewidth modulation inverters is utilized to calculate the losses in each part of the motor separately. A simple linear magnetic circuit model is also introduced in order to understand the mechanism of eddy-current loss generation in the magnet. First, the measured and calculated results are compared to verify the validity of the analysis. Next, the variation of the losses due to the stator and rotor shapes is investigated, for instance, concentrated and distributed stator windings and interior and surface-mounted permanent magnets. It is clarified that the eddy-current loss of the permanent magnet in the concentrated winding motor is much larger than that in the distributed winding motor. The difference of the loss generation mechanism due to the rotor shape is also clarified.     

考虑旋转磁通的PMSM铁心损耗数值计算

为了准确计算交流永磁同步电机(PMSM)铁心损耗,采用二维有限元法对PMSM定子与磁极区域电磁场进行了分析研究,阐述了定子铁心不同区域磁场的变化规律及磁极区域涡流场的分布规律.在此基础上,借助谐波分析的方法,综合考虑电机中交变与旋转磁场的影响,给出了一种较准确求解定子铁心损耗和PMSM转子涡流损耗的计算方法,并与传统的计算方法进行了比较.结果表明,考虑旋转磁场及谐波磁通密度影响时的定子铁心损耗计算值与传统的仅考虑交变基波磁通密度时的损耗计算值相比有显著增加,更接近于实际测量值,磁极涡流损耗值与定子槽口大小密切相关,占电机总损耗的比重较大,是不可忽略的.     

高温高压屏蔽电泵内部流动的三维定常流场模拟

通过对PG20L80-65-250高温高压屏蔽电泵三维定常流场分析,揭示高温高压屏蔽电泵的压力分布、汽蚀特性等内部流动规律,为提高该类水力模型效率、降低振动噪声等优化设计提供理论指导.同时,通过模拟结果与试验对比分析得知该模拟方法误差较小,可以用模拟结果代替模型试验,从而减少高温高压产品的试验费用,节约成本.     

无轴承磁悬浮电机系统中的非接触传感器

文章介绍了适用于磁悬浮电机系统的非接触式转子位置传感器,对其原理、性能以及适用范围作了比较,系统地研究了涡流传感器的动、静态特性,分析了转子检测系统的误差来源及表现形式,提出了消除方法。给出了涡流传感器对一台无轴承磁悬浮电机系统转子位置检测的应用实例及其结果。结果说明涡流传感器结构简单,动态性能好,输出信号强,可以满足磁悬浮电机系统多自由度复杂控制的要求。     

大型主泵屏蔽电机定子铁损试验研究

定子铁损试验是检验定子铁心绝缘、实际损耗以及铁心装配质量的重要手段。基于某大型主泵屏蔽电机铁损试验过程,介绍了铁损试验的原理、数据计算方法,并详细说明了定子铁损试验的试验步骤、测量方法及评定准则。     

保护环对高速永磁无刷直流电机转子涡流损耗的影响

高速永磁无刷直流电机具有功率密度高、体积小、效率高等优点,在很多领域有着广泛的应用。转子涡流损耗会使电机的效率下降并能引起转子永磁体的退磁。该文结合所研制的2.3 kW,15×104r/min的高速永磁无刷直流电机,对比分析了不同电导率的保护环对转子涡流损耗的影响,结果表明:钛合金保护环中的涡流磁场能削弱气隙谐波磁场,对永磁体中的涡流损耗有屏蔽作用。