异槽式单叠绕组直流电机换向性能研究

为了改善电机的换向性能,在分析了异槽式单叠绕组直流电机换向规律的基础上,研究了影响直流电机换向的主要因素,对直流电机的换向性能进行了评估,并对其无火花换向区进行了分析。电机换向试验表明:异槽式单叠绕组直流电机的电抗电势波形的最大值和最小值相差较小,有利于换向电势的均匀补偿;异槽式绕组具有的阻尼性能,对换向元件的能量有一定吸收作用;相比蛙绕组,异槽式绕组无火花换向区宽度增大一倍多,极大地改善了电机的换向性能。     

环形绕组无刷直流电机负载换向的解析模型

环形绕组无刷直流(CWBLDC)电机是一种具有梯形波反电动势的多相永磁电机,相应的换向驱动电路可实现相电流的换向。由于该电机采用梯形波反电动势,铁心材料的利用更加充分,能获得高于永磁同步电机(PMSM)的转矩密度;另一方面,采用极、槽数优化设计的分数槽绕组,能够有效抑制电机的转矩脉动,使其接近永磁同步电机的水平。良好的换向性能是该电机得以应用的前提,本文提出一种负载换向方法,其利用负载本身的电压即电机反电动势来改变相电流的方向,能够实现功率开关的零电流关断。以一台2极12槽环形绕组无刷直流电机为对象,详细分析了负载换向的过程,建立了换向过程的解析模型,讨论了换向提前角的确定方法。采用场路耦合仿真分析了该电机的换向过程,验证了解析模型的准确性,最后由原理样机试验验证了负载换向原理的可行性。     

环形绕组无刷直流电机的混合换向方法

环形绕组无刷直流电机（CWBLDCM）是一种新型的多相非正弦永磁电机,其转矩性能与绕组电流换向过程密切相关。该文提出了一种利用绕组自身反电动势和母线电压来改善电机转矩性能的混合换向方法,该方法有两个换向控制参数（β,γ）,随着控制参数的变化,换向过程可能呈现出四种典型的换向状态。首先对各换向状态进行了分析、仿真和实验验证;然后比较了不同换向状态下的转矩性能;最后根据比较结果,提出了一种针对CWBLDC电机转矩性能的优化控制策略。     

分瓣电刷在试验机组直流电机中的应用

直流电机的容量越大,相对的电枢电流也就越大。设计上,大电流直流电机的绕组形式通常采用双蛙绕组,这种绕组结构形式相对复杂,影响换向的因素较多。以一台试验机组直流电机使用不同电阻率的电刷进行无火花换区测试,试验结果对比分析表明:使用高电阻率的分瓣电刷可以增大电刷横向电阻,从而减小流过换向元件的短路环流,消除刷下火花,改善电机换向。同时,电刷采用切向错位排列有助于降低换向元件的电抗电势,从而更好地改善电机的换向性能。     

电子换向直流电动机起停特性的研究方法及其应用

本文推导了描述电子换向直流电动机动态过程的数学模型,分析了电机的起停特性,用计算机实例计算与实验的结果,阐明了电机动态特性的计算方法及其计算程序是适用的。从计算值与实验值对比表明,用此模型对电子换向直流电动机起动过程中某些参量的分析、处理是正确的,它能描述类似电机起动过程的物理图象,对深入分析研究不同性能电机时的参数选择具有一定的参考价值。文中所得出的计算方法及其程序可推广分析研究类似三相星形绕组型的电子换向直流电动机的起停过程的特性。     

双凸极电动机换向模态分析及实验验证

对双凸极电动机在H_pwm-L_on型调制方式下的换向过程进行了研究.给出了上桥换向和下桥换向时的电流回路、状态方程及各相电流变化率的分析,对不同滞环宽度和不同负载大小下的换向过程进行了细致分析,对比了换向期间和两相导通非换向区间内绕组电流变化率,从而揭示了换向期间电机的工作情况.基于12/8极混合励磁双凸极电动机驱动系统的试验,给出换向期间的主要波形,从而验证了文中分析.     

三相无刷直流电机改进型脉宽调制策略北大核心CSCD

研究了一种改进型无刷直流电机脉宽调制策略。在传统的无刷直流电机脉宽调制技术的基础上,针对调制期间开关管断开时的电机绕组电流无法有效控制问题,研究了一种基于六开关电压源型逆变器的四管调制策略,即在任意时刻逆变器都有4个功率开关同时参与调制过程。该方法在脉宽调制过程中,在电机绕组电流导通状态下,在两个开关桥臂上仅仅有两个开关工作;在绕组电流处于续流状态下,在同一个逆变器桥臂上的,有对称的另外两个开关进行导通续流。这种调制方式可以抑制非换向期间非导通相的续流问题,并且通过调节换向期间的占空比可以有效抑制非导通相的电流脉动问题。实验结果进一步验证了提出方法的有效性。     

新型轴向磁场磁通切换型永磁电机外围漏磁有限元处理方法

针对轴向磁场磁通切换型永磁电机,提出了一种电机外围漏磁有限元处理方法能量法,即电机有限元模型外围模拟空气环境的虚拟空气罩尺寸的确定方法。不同虚拟空气罩尺寸下,工作气隙永磁磁通幅值计算结果的变化趋势说明了该方法的可行性。研究表明,使用该方法可以在计算时间和精度之间实现最优化,该方法同样可以推广到双凸极电机等定子永磁型电机的有限元分析。     

开关磁阻电机绕组气隙建模及最佳气隙宽度确定方法

针对开关磁阻电机定子槽内双绕组间因存在不规则气隙而导致其温度场分析建模困难的问题,提出一种双绕组气隙的改进建模方法。分析了电机双绕组间气隙总截面积的计算方法,研究了双绕组气隙的模型结构与最佳气隙宽度的确定方法,在此基础上建立了开关磁阻电机的三维有限元模型,并采用有限元法对其温度场进行了分析,得到开关磁阻电机的温度场分布,通过对不同气隙宽度下的温度场分析并采用数值拟合方法得到其气隙宽度与相应温度间的函数关系,利用该函数关系及相应的实测温度值,即可得到双绕组气隙模型的最佳气隙宽度,该方法因有效提高了开关磁阻电机温度场分析结果的准确性,因而具有较好的应用价值。     

电弧炉用逻辑切换无环流可逆式晶闸管调速装置

国内的电弧炉调速装置均采用双交流电机或双绕组交流电机作为执行环节,等于一个电机正向工作;另一个电机反向工作。单电机换向问题一直没有解决,而且这种双绕组电机需要特殊设计制造,其结构复杂、几何尺寸大、惯量大、灵敏度低、造价高,不易推广使用。西安电炉研究所于1987年研制成功“炼钢电弧炉用逻辑切换无环流可逆式晶闸管交流电机调速装置”。该调速装置系采用标准的空心转子交流力矩电     

适用于无轴承开关磁阻电机的新型升压功率变换器

针对无轴承开关磁阻电机在换相时励磁电流建立速度过慢,本文提出了一种结构简单的升压型功率变换器,电机在换相时,通过利用绕组退磁能量来为后一相绕组迅速建立励磁电流,在保证电机稳定悬浮的基础上实现电机换相时的低转矩脉动运行。分析了该功率变换器的拓扑结构以及工作状态,在此基础上,构建了基于该新型升压功率变换器的12/8极双绕组宽转子齿无轴承开关磁阻电机驱动系统,通过Matlab/Simulink系统仿真和实验平台,验证了该功率变换器的可行性和有效性。     

无刷双馈调速电机的混合坐标数学模型

提出了一种无刷双馈调速电机的混合坐标系数学模型,该模型将定子功率绕组与转子绕组变换为静止坐标系下的d q 0系统,定子控制绕组采用静止的a b c三相系统,从而使定子控制绕组物理变量直接与变频器及其有关的网络方程联立求解,为变频器-无刷双馈电机调速系统仿真计算提供了有力的理论工具。     

不对称双叠异槽绕组直流电机换向片间电压抑制

不对称双叠异槽绕组直流电机换向片间电压中除基波电压外,还含有丰富的谐波电压,过高的换向片间电压会使片间的气隙击穿而产生电位差火花,容易与电刷下的换向火花汇合在一起扩展成环火,造成严重后果.为了控制电位差火花,避免电机在运行时出现换向火花偏大的问题,有必要对换向片间电压开展研究.依据双叠绕组理论,采用复域内电压向量相叠加的方法,研究了换向片间电压,并给出了精确的计算表达式,结合直流电机二维有限元磁场分析计算,计算出了空载和负载下换向片间电压,提出了换向片间电压抑制措施.计算结果表明,电枢电压相等时,采用主极偏心气隙和电枢斜1倍槽距的措施,可抑制换向片间电压.     

三相双余度永磁电机设计及故障运行分析

提出一种定子双套绕组机械180°圆周连续分布的三相双余度永磁电机拓扑结构,共用同一个转子,构成两个互为热备份的子电机,并可对子电机进行单独控制。建立基于Ansoft/Maxwell的有限元仿真模型,将该电机与常用的双绕组机械360°隔齿分布结构进行对比分析,比较研究了两种结构下的空载反电势、电感参数及稳态负载运行性能;此外搭建基于Simplorer-Maxwel的双余度控制系统的场路耦合仿真模型,分析该电机在3种故障模式下的转矩补偿性能。分析结果表明,双绕组机械180°圆周连续分布的三相双余度永磁电机具有更高的功率密度和良好的容错性能。     

双定子磁悬浮开关磁阻电机的转子位置角自检测EI北大核心CSCD

以一种双定子磁悬浮开关磁阻电机为研究对象,该电机的悬浮力绕组和转矩绕组分别绕制在内、外定子上,两绕组独立控制,可以减小系统的控制难度。针对其安装传统位置传感器容易导致系统体积、成本和复杂度增加,适应性和可靠性降低的问题,该文研究了基于转矩绕组动态电感模型的转子位置自检测方法,并且利用转矩绕组电压脉冲激励法确定电机起动时转子的初始位置。该方法物理意义明确,适用的转速范围宽,对处理器实时运算速度的要求也不高,比较容易工程实现。最后,实验结果表明该方法能较准确地估计该双定子磁悬浮开关磁阻电机的位置。     

新型整距绕组双凸极永磁电机工作原理及特性

提出了一种新型整距绕组双凸极永磁(DSPM)电机,分析了其工作原理,通过有限元方法计算4/6极整距绕组电机的磁场并对电机磁链、反电动势、电感及转矩等特性进行的分析表明,整距绕组DSPM电机具有双极性的磁链,在不改变结构的情况下电机的输出功率与集中绕组DSPM电机相等,可以减少铜导体用量,提高运行效率.在此基础上提出了两种增加整距绕组DSPM电机输出功率的方法,并对改进的三相24/10极整距绕组DSPM电机的反电动势进行了理论分析和实验研究,所得结果不仅证明了本文理论分析的正确性,而且首次揭示了磁通切换型永磁(FSPM)电机本质上就是一种整距绕组双凸极永磁电机,FSPM电机其功率密度高的内在原因并非磁链的双极性,而是多用了永磁材料,增强了气隙磁密.同时也说明了新型整距绕组DSPM电机较传统的集中绕组DSPM电机具有更高的做功能力.     

双定子磁悬浮开关磁阻电机的转子位置角自检测

以一种双定子磁悬浮开关磁阻电机为研究对象,该电机的悬浮力绕组和转矩绕组分别绕制在内、外定子上,两绕组独立控制,可以减小系统的控制难度。针对其安装传统位置传感器容易导致系统体积、成本和复杂度增加,适应性和可靠性降低的问题,该文研究了基于转矩绕组动态电感模型的转子位置自检测方法,并且利用转矩绕组电压脉冲激励法确定电机起动时转子的初始位置。该方法物理意义明确,适用的转速范围宽,对处理器实时运算速度的要求也不高,比较容易工程实现。最后,实验结果表明该方法能较准确地估计该双定子磁悬浮开关磁阻电机的位置。     

无刷双馈变频调速电机的原理分析

介绍一种无刷双馈变频调速电机，通过适当改变传统笼型感应电机的定、转子绕组结构，可以实现用较小容量的变频器控制较大容量电机平滑调速的功能，着重分析该电机的工作原理，介绍该电机的定、转子绕组结构以及两种极对数的选择和变频器中功率流向的问题。     

盘式轮毂电机的绕组等效模型研究

为了研究盘式轮毂电机的温升,建立了盘式轮毂电机的三维有限元(FEM)模型,对盘式轮毂电机的绕组结构进行分析,运用相关的传热学理论对绕组以及绝缘材料等进行建模。文中提出了双层绕组等效模型,并使用该模型计算了盘式轮毂电机的绕组等效导热系数,采用有限元方法对该电机进行了绕组温度场的精确计算。最后,对盘式轮毂电机进行台架试验,通过仿真与试验验证了该模型的准确性。     

双定子无刷双馈发电机绕组分布对性能影响分析

针对传统无刷双馈发电机存在功率密度低的问题,提出改善功率密度的一种新型笼障转子耦合双定子无刷双馈发电机.由于该发电机输出功率与内外单元电机电磁特性一致性相关,而内外定子绕组电动势相位和幅值需满足电磁特性一致性的要求,因此需研究绕组分布对该种电机性能的影响.为此,根据电机的结构,分析该发电机不同绕组层数和不同绕组位置对电...