双斜槽转子感应电机的快速场路耦合分析

为克服双斜槽感应电机轴向拓扑仿真时需采用低效率高精度的三维有限元仿真的问题,针对错开双斜槽转子感应电机(DSRIM)提出一种等效电路,然后基于多层有限元模型建立DSRIM的轴向分层等效电路。在等效电路与磁场耦合分析的基础上,运用分布磁路法求出气隙磁场分布与稳态性能指标。与试验结果进行对比,对比结果显示该方法的计算结果具有指导意义。     

斜槽对感应电机起动性能影响的时步有限元分析

为了研究斜槽对笼型感应电机起动特性的影响,本文利用有限元法计算分析了不同容量电机在起动瞬间的气隙磁场分布规律,对比分析了直槽转子及具有不同槽斜度转子的起动转矩、电流以及起动过程中最大转矩的变化特点。结果表明,斜槽会导致起动初始时刻轴向截面漏磁路磁阻大小出现差异进而影响起动性能,且随着转子斜槽度的增加,起动转矩、起动电流和最大转矩均有所降低。通过与实测起动性能对比验证了文中结论的正确性及有效性。     

游梁式抽油机专用高起动转矩节能电机的起动性能计算

在考虑磁饱和的影响及磁路和电路耦合的同时,以二维有限元为基础,建立了游梁式抽油机专用高起动转矩斜槽电机的数学模型,并用有限元法及多截面有限元方法分别计算了饱和三相感应电机满载起动时的起动性能,将计算结果与实验值进行了比较,证明了两种方法在计算起动电流和起动转矩中的准确性.     

二维场计及横向漏电流影响的感应电机损耗与转矩分析

通常中小型电机多应用感应电机,通过转子斜槽的结构达到抑制寄生转矩、电磁振动和噪声等目的,同时斜槽结构会增加转子导条间的横向电流,影响感应电机的起动性能以及电机效率.因此,该文主要研究横向电流对单斜槽感应电机性能的影响,通过总结单斜槽感应电机中横向电流在转子表面的分布规律,提出一种能计及横向电流的2D多截面有限元模型,相...     

三维分段分层法用于光滑实心转子异步电机参数计算与性能分析

实心转子异步电机转子中复杂的三维非线性涡流场计算是分析电机性能的基础,而采用三维有限元分析的计算量十分庞大。提出了一种三维分段分层法计算实心转子磁场,可考虑定转子铁心磁路饱和、转子端部效应的影响,且计算量小。定子铁心磁路饱和采用波幅系数以及饱和系数予以考虑。对于转子磁路饱和以及转子端部对涡流分布的影响,将实心转子沿轴向分段、径向分层,各段、各层的磁导率互不相同,每段采用分层理论递推求解磁场量。转子表面磁场强度的收敛边界由定子电流给出,依据转子柱面和两个端面进入转子的能量计算等效转子阻抗,迭代求解转子磁场及阻抗参数,直至收敛。在不同工况下比较了三维分段分层法的计算结果与样机实验结果,两者较为吻合。可以采用这种算法计算光滑实心转子电机参数并分析性能,为设计优化电机提供依据。     

转子静态偏心对永磁电机斜槽特性的影响研究

加工工艺以及装配技术的局限导致电机定、转子轴线不能够完全重合,准确预测偏心状态下电机的性能对于精确控制电机有重要现实意义。精确计算斜槽电机性能一般需要构建三维有限元模型,而三维模型不仅建模复杂,而且求解极其耗时。针对永磁无刷直流电机端部磁场较弱的特点,采取分段直槽等效斜槽的思路,基于二维场分析模型建立了转子静态偏心、定子铁心斜槽的表贴式永磁无刷直流电机的快速仿真模型。针对样机,计算和分析了不同偏心程度下的磁场分布、齿槽转矩和空载感应电势,并分析了模型计算精度。研究结果表明:对于表贴式永磁电机,转子静态偏心仅轻微影响直槽电机性能,而定子铁心斜槽几乎能够完全消除这些影响。     

开槽实心转子电机磁场及性能分析

在转子表面轴向开槽可以改善实心转子异步电机的起动性能。通过三维有限元法研究实心转子异步电机的电磁性能,可以充分考虑铁心饱和、端部效应和磁场轴向分布等因素,与样机实验数据比较,验证了三维有限元仿真建模的正确性和准确性。基于三维有限元模型的分析,得到转子开槽个数和深度对实心转子电机电磁性能的影响,说明了合理的开槽可以有效提高电机的起动转矩,研究结果能够为该类电机的优化设计提供依据。     

笼型感应电机转子斜槽研究综述及展望

介绍了笼型感应电机的发展历史,结合现有研究成果,就单斜槽和双斜槽两种基本转子结构,主要介绍了这两种斜槽各自的结构特点,简要阐述了其对气隙磁场基波和谐波分布的重要影响。系统性地回顾了科研人员在分析斜槽电机时所采用的二维有限元法、三维有限元法以及多层分段二维有限元法等分析方法以及取得的相应研究成果,并对比了各种方法的优缺点。针对这两种斜槽结构,进一步简要梳理了其对电磁噪声、附加损耗和起动转矩等电机性能的影响。并探索性地提出基于双斜槽转子等槽或者近等槽配合下有望实现高效低噪声感应电机的设计思路,为进一步探索提供参考。     

基于等效磁路法的轴向永磁电机效率优化设计

针对双转子单定子模块化轴向永磁电机的磁场和性能计算,基于等效磁路法提出一种快速计算模型,探讨了定子内外径、永磁体轴向长度、气隙长度等参数对电机损耗和效率的影响。针对一台30k W定子模块化轴向永磁电机进行了效率优化设计,进一步利用所提出的等效磁路模型计算了电机气隙和定子齿的磁通密度波形、感应电动势等。该模型考虑了磁路饱和、电枢反应、漏磁通以及定转子相对运动的影响,将计算结果与有限元法进行对比,验证了模型的正确性与优化设计的有效性。     

笼型双斜槽转子感应电机的横向电流损耗分析

笼型斜槽转子中的横向电流损耗是附加损耗中不可忽略的成分。为简化绝缘处理等额外工序削弱横向电流损耗,提出一种改变传统斜槽转子结构的效率优化策略。以典型双斜槽转子为研究对象,基于多截面分段斜槽理论,建立横向电流单位区域的电路模型。根据边界条件引入临界接触电阻率,在2个电阻率范围中分别计算横向电流损耗。通过电流相量图确定中环合成电压,分析讨论中环参数对边界条件和横向电流损耗的影响,计算有限元模型中的横向均电密参数验证最佳中环设计。利用去除端环法确定样机转子总横向电阻率,为高效电机优化设计提供了理论依据。     

转子斜槽对鼠笼电动机损耗的影响

本提出了一种根据多片有限元模型计算斜槽感应电动机总损耗的技术，这个模型预测该电动机内磁通密并轴向变化的能力初次得到证实。然后将此模型用于研究斜槽是怎样影响感应电动机内的损耗的，并表明斜槽改变了电机内转子铁耗与高频转子焦耳损耗之间的平衡。     

三维直线感应电动机牵引力计算方法

二维有限元计算方法不能考虑电机横向有限宽度的影响,而三维有限元计算方法耗时巨大。在二维多层理论的基础上,对电机横向初级电流进行周期延拓,采用傅里叶谐波法,建立了直线感应电动机三维电磁场模型。通过计算三维电磁场量来得到电机牵引力,计算结果与实验测试结果进行了比较。     

基于复合线圈结构的新型无刷双馈电机的起动性能研究

由于无刷双馈电动机存在起动电流大、起动转矩小的不足,导致电机起动性能达不到工业应用要求。为了解决这一问题,提出一种转子绕组采用复合线圈组和变极法设计的无刷双馈电机,并结合设计实例进行详细分析。这种转子结构使得电机在起动工况下增大转子绕组电阻折算值,从而有效地降低起动电流和提高起动转矩。通过建模仿真对复合线圈组转子结构的起动性能、普通线圈转子结构起动性能和无刷双馈电机异步起动方式的起动性能进行研究,对比3种情况下的起动电流、起动转矩和起动时的饱和情况。样机试验结果表明,转子绕组采用复合线圈组结构的无刷双馈电动机具有起动电流小、起动转矩大的特点,有效地改善了无刷双馈电机的起动性能。     

轴向磁通永磁同步电机气隙磁场解析计算

针对双定子单转子表面嵌入式轴向磁通永磁同步电机的气隙磁场进行了解析研究。建立了气隙磁场的解析模型,将轴向磁通电机等效成直线电机并建立了等效面电流模型来求解空载工况下的气隙磁场。根据电磁场理论中的唯一性定理,给出了满足泊松方程的边界条件,并将分离变量法应用于泊松方程的解析解来计算电机三相定子电枢绕组作用下的气隙磁场。通过将空载下的气隙磁场与电枢绕组作用下的磁场叠加来预测电机负载工况下的气隙磁场。最后用三维有限元仿真计算结果与解析模型的计算结果相比较,证明了解析法可以有效地计算轴向磁通电机的气隙磁场,为轴向磁通永磁同步电机的解析分析和优化设计提供了基本手段。     

考虑实心体涡流影响的笼型实心转子电机起动工况导条电流分布的解析计算

笼型实心转子感应电机实心体与导条感应电流相互耦合,尤其是两极电机起动时,实心体涡流对导条电流分布产生很大影响,使导条电流密度由槽口至槽底呈现先减小后增大的不对称U型分布.传统计算方法会导致转子参数计算误差较大,严重影响电机设计的准确性.该文建立考虑磁场饱和效应的二维多层电磁场解析模型,求解两极笼型实心转子感应电机起动工况下的磁场分布.在此基础上,计及转子铁心轭部感应电流影响,建立转子导条电流解析计算模型,并求解电机在起动运行时笼型导条电流密度的分布.最后,通过与有限元仿真结果对比,验证不同电压下起动时,所求解的导条电流密度分布规律的准确性.结果表明所提出的计算方法适用于包括两极电机在内的各种极数笼型实心转子感应电机,为该类电机起动参数及性能的准确计算提供了参考.     

转子电阻变化对电力牵引感应电机起动转矩的影响

列车运行范围广、路况复杂,在最困难的区段也要能够快速平稳起动,这就要求电力牵引感应电机能够提供足够大的起动转矩。影响起动转矩的因素主要是转子电阻的变化,而影响转子电阻变化的关键因素则是电机的温升。本文首先从转差频率和磁场定向两个方面分析了电力牵引感应电机的牵引特性,证明了转差频率和磁场定向的本质统一。在此基础上,分析了转子电阻变化对电力牵引感应电机转差频率和磁场定向的影响,以及对起动转矩的影响。利用TMS320F2812构成的控制系统,采用矢量控制技术,对电力牵引感应电机进行了起动转矩的理论验证实验。实验结果表明,转子电阻对电力牵引感应电机的起动转矩影响很大,温升是影响转子电阻变化的主要因素。     

轴向磁通永磁同步电机快速等效磁路分析

轴向磁通永磁同步电机具有轴向长度短、结构紧凑、体积小、转矩密度高等特点。然而其磁场为三维磁场,模型过于复杂,难以直接运用经典解析法进行快速求解与计算。为快速完成轴向磁通永磁同步电机的前期估算,文中提出一种简化等效磁路模型来快速计算轴向磁通永磁同步电机的基本性能。该磁路模型通过合理的等效,将三维轴向磁通永磁同步电机模型转化为多层二维等效模型,进而运用等效磁路法和叠加法实现电机性能的计算。最后,以10极12槽双定子单转子轴向磁通永磁同步电机为例,运用文中所述模型计算其气隙磁密,永磁磁链和空载反电动势并对不同分层数的电机模型进行了有限元的仿真。结果表明,本文等效磁路模型的计算精度与三维有限元法相近,且耗时极短,更有利于该类电机的工程初算。     

轴向磁场电机的几何设计

1 引言高速多用途带状冲卷机的研制,推动了轴向磁场领域单相、多相感应电动机的发展,使电机输出功率能达5kW。轴向磁场电机与具有类似性能特点的常规径向磁场电机相比较,在单位重量、单位尺寸上的功率和材料成本率等方面已显示出卓越的性能。轴向磁场电机在饱和特性、热流特性和定、转子之间吸引的合成磁力方面与常规径向磁场电机不同。 2 饱和特性这种电机的结构(见图1)。能使在外径处的轭和内径处的齿在平均半径处出现饱和前就达到饱和。在参考文献中,作者研制了定、转子铁芯的理论模     

基于定子永磁拓扑的混合式步进电机二维等效模型构建方法

齿层比磁导法和三维有限元法是目前分析混合式步进电机的主要方法。然而,齿层比磁导法难以考虑铁心叠片间绝缘层磁阻对永磁磁场轴向非均匀分布的影响、计算精度较差,三维有限元法计算过程复杂、耗时较长,为此提出一种基于定子永磁拓扑的二维等效模型构建方法及其二维有限元分析。该方法通过电机结构等效变换和轴向分段将混合式步进电机转子永磁三维模型等效变换为定子永磁二维模型,并采用对三维模型、二维模型分别进行一次空载有限元静态仿真的方法确定二维等效模型参数,能够考虑永磁磁场轴向非均匀分布的特性,具有模型建立简便、计算精度高、耗时少的优点。通过三维有限元仿真验证了该方法的可行性和准确性。     

基于子域分析模型的实心转子感应电机磁场解析

子域分析技术作为一种简捷高效的磁场解析方法,已在电机恒定磁场解析领域获得广泛应用.该文以实心转子感应电机为例,将子域分析技术拓展到电机磁准静态场解析领域.在二维极坐标平面内,将实心转子感应电机求解区域划分为定子槽子域、气隙子域和实心转子子域,从而在复频域建立考虑定子开槽影响的实心转子感应电机精确子域解析模型.该解析模型着重求解实心转子子域的偏微分方程,根据运行方式的不同,分别给出同步运行和异步运行两种工况下的解析表达式.在解析计算结果的基础上,根据磁链法计算实心转子感应电机的运算电感.最后,通过二维时谐有限元分析验证了解析模型的准确性.