斜槽异步电动机的多截面有限元法分析

斜槽异步电机往往需要复杂的三维有限元分析。在二维涡流电磁场时步法有限元的基础上，提出了研究斜槽异步电机运行特性的多截面有限元法。该方法把电机各横截面的电磁场方程联立求解，从而转子的斜槽效应和涡流效应可以被直接包括在系统方程中。通过计算所得的定子电流波形与实验结果的比较，验证了该方法的正确性。     

考虑定子斜槽及转子运动的外转子无刷直流电机数值计算

本文采用有限元法对外转子无刷直流电动机的电磁场进行数值计算,分析了电机定子斜槽与相反电势波形的关系,提出了采用运动气隙边界法处理定转子相对运动、利用矢量叠加计及定子斜槽的方法。计算结果表明:定子齿槽对于相反电势的影响较大,定子槽斜一个槽距后相反电势的波形明显得到改善。     

基于Ansoft的永磁同步电机早期匝间短路故障分析

针对路的方法的不足,建立了基于Ansoft的永磁同步电动机二维瞬态场有限元模型,利用Ansoft强大的电磁场分析和后处理功能,仿真得到了电机在正常和匝间短路2%、5%故障下的电磁场分布和相关性能曲线,并分析了各种条件下反电势的谐波含量,得出了反电势三次谐波含量随匝间短路程度加剧而减少等结论,为永磁同步电机定子绕组早期匝间短路故障诊断提供了依据。     

同步发电机负载时二维电磁场有限元分析

同步发电机负载时,为了考虑电机旋转和定子电流对电机磁场分布的影响,把整个电机模型作为求解区域,对转子旋转360°电角度空间范围内每一定、转子相对位置进行电磁场有限元分析。文章介绍了减少二维电磁场有限元分析次数的方法和准确计算定子绕组电压的方法,最后用ANSYS软件编程计算验证了方法的正确性。     

利用分段式二维有限元法设计盘式永磁电机

提出了一种分段式二维有限元的方法来计算盘式电机的磁场分布和电机的反电势,以代替三维有限元方法,提高电机设计的效率.分别对扇形磁钢、圆形磁钢无定子铁心结构的盘式电机进行分析、计算,并对二维有限元法计算结果与三维有限元法进行对比分析,并设计研制了一台扇形磁钢的样机,以验证分段式二维法有限元法的正确性.     

基于分段斜槽技术的电机斜槽特性分析

普通斜槽电机的计算通常采用三维有限元分析方法,计算量庞大,不适合工程应用。本文阐述了基于电机电磁场软件EasiMotor利用分段斜槽技术分析斜槽电机的原理,分析了电机轴向分段方法对计算精度收敛性能的影响,并针对不同斜槽角度,分析了电机分段数对计算精度的影响。文中利用Flux 10.3对仿真结果进行验证,并基于该分段斜槽技术进行了电机的电磁场分析验证,实验结果进一步表明EasiMotor软件有限元分析的可靠性。     

斜槽电机中绕组电感参数的解析计算方法

采用斜槽可以减小电机的齿谐波电压,且可以大幅降低高频的电磁转矩脉动,从而改善电机的性能.由于采用有限元法分析这类电机性能时,计算过程比较复杂,而且比较耗时.因此,提出一种计算斜槽条件下的绕组电感参数的解析方法,基于二维坐标系中的气隙磁动势和磁导概念,利用空间谐波分析方法,计算出各绕组的气隙电感参数.利用所述方法,对比分析了不同斜槽角度对某台同步电机电感参数的影响,并且在一台定子斜一个槽距的同步发电机上进行了实际测试,实测结果验证了该方法的有效性和准确性.     

定子斜槽及非均匀气隙对永磁同步发电机的性能影响

斜槽可以削弱由齿谐波引起的附加转矩及噪声,但同时也对电机的性能产生了一定的影响。利用磁路和有限元的计算方法,计算了不同斜槽宽度、不同非均匀气隙情况下电机的空载电势、短路电流、输出功率、电机效率、齿槽转矩、电势波形正弦畸变率等参数;分析了这些参数的变化趋势;研究了产生这些区别的原因,得出了一些实用结论。     

超导同步电动机温度场计算与分析

为判断高温超导电机超导体及永磁体运行的稳定性,准确计算电机内的温度场十分必要.以全超导样机热性能为研究对象,首先利用时步有限元方法建立二维正弦时变电磁场模型,得到了电机定转子损耗分布.根据传热学原理,通过数值分析给出定子表面散热系数的计算方法.然后计算分析高温超导电机的温度场.通过计算结果与实测数据的对比分析,验证所给...     

双绕组高速异步发电机控制绕组电流和定子频率的确定

通过电磁场有限元分析方法，计算了实心鼠笼转子双绕组异步发电机不同负载下恒压运行时控制绕组电流和定子频率。根据异步发电机十二相功率绕组和三相控制绕组各自电势、电流相位关系以及两绕组间的空间相对位置，确定了各相量的相位角和除控制绕组电流外其它相量的有效值。由ANSYS中的二维谐波场求出了功率绕组每相感应电势，相电势计算值与给定值一致作为优化目标函数，控制绕组电流有效值与转差频率作为变量，通过直接搜索方法迭代得到变量最终值。控制绕组电流和发电机运行转差率的计算结果与实验结果较为一致，证明了分析方法的正确性。     

阻尼绕组对凸极同步发电机空载电势波形的影响

采用二维瞬态涡流场有限元法，对装有阻尼绕组的凸极同步发电机的空载电势波形进行了计算，分析了阻尼绕组节距对空载电势波形的影响。结果表明，阻尼绕组可以削弱定子齿谐波分量，而对与阻尼绕组节距有关的谐波分量则有加强作用。     

阻尼绕组对谐波励磁同步发电机空载谐波电压的影响

利用ANSYS有限元软件自带的APDL编程语言进行二次开发,用二次开发软件对谐波励磁同步发电机空载谐波磁场进行大量有限元计算,应用齿磁通法对电磁场的计算结果进行后处理,得出了谐波绕组空载特性曲线,计算结果与实验结果的比较说明了该方法的正确性。基于该方法,详细分析了阻尼绕组对谐波励磁同步发电机谐波空载特性的影响。     

磁极极尖部饱和度对谐波励磁同步发电机谐波空载特性的影响

对谐波励磁同步发电机空载磁场进行大量有限元计算,应用齿磁通法对电磁场的计算结果进行后处理,得出了谐波绕组空载特性曲线.比较计算结果与实验结果,说明了该方法的正确性.基于该方法,分析了转子磁极极尖部的饱和度对谐波励磁同步发电机谐波空载特性的影响,并得出了一些有用的结论.     

谐波励磁同步发电机空载谐波磁场分析

说明了利用ANSYS有限元分析软件的电磁分析功能对谐波励磁同步发电机空载谐波磁场进行分析,通过对谐波励磁同步发电机的电磁场进行计算,得出了样机的矢量磁位Az、磁力线分布图和磁密分布图。然后对电磁场的计算结果进行后处理,得出了谐波励磁同步发电机的旋转磁场波形、谐波绕组电压波形和谐波绕组空载特性曲线。最后用在谐波励磁同步发电机上的实验结果与计算结果的比较说明了方法的正确性,可为谐波励磁同步发电机的设计提供理论依据。     

阻尼绕组对凸极单相同步发电机负载电压波形的影响

小型单相同步发电机在负载时输出电压中谐波含量大,阻尼绕组可以削弱它在负载运行时的负序磁场,降低电压波形正弦畸变率。本文采用场路耦合时步有限元法编程计算了小型凸极单相同步发电机额定负载时的电压波形,计算结果与实验结果接近,证明了该计算方法及所编程序的正确性。详细分析了阻尼绕组的不同连接方式及材料对电压波形的影响,所得结论可以为阻尼绕组形式及材料的选取提供理论指导,用以提高电压波形质量。     

励磁电流脉动对电枢绕组空载电压波形的影响

为了不影响齿谐波励磁的混合励磁永磁同步发电机的运行性能,需要正确处理好齿谐波磁场的利用与电枢绕组电压波形畸变两者之间的关系,此为利用齿谐波实现混合励磁的关键问题。应用电机理论定性分析了齿谐波励磁系统输出的励磁电流产生脉动的原因,以及该脉动电流产生的附加磁场在电枢绕组中感应谐波电动势的特点。采用在齿谐波励磁系统直流侧并联电容的方法,可以减小励磁电流的脉动,从而削弱其在电枢绕组中引起的谐波电动势。对一台齿谐波励磁的混合励磁永磁同步发电机进行了计算和实验,计算结果和实验结果的比较验证了理论分析的正确性。     

同步发电机空载电压波形的齿磁通计算

为了快速准确计算谐波励磁同步发电机和普通同步发电机的空载谐波电压，提出一种齿磁通法计算谐波电压。利用有限元法，仅计算转子在一个齿距内移动时不同位置处的定子各个齿的磁通，通过绕组与齿的关联关系得到定子绕组感应电动势。该方法考虑了磁路、凸极效应、饱和、绕组布置、齿槽效应以及斜槽的影响。谐波励磁同步发电机上的实验结果与计算结果的比较说明了方法的正确性。该方法计算准确，计算量小，计算速度快。     

Computation of the no-load voltage waveform of laminated salient-pole synchronous generators

This paper presents a combined analytical and finite-element (FE) method for computation of the no-load voltage waveform of laminated salient-pole synchronous generators. The described method takes into account saturation effects as well as the damper bar currents due to the slot pulsation field. The method calculates first the damper bar currents and then includes them in the calculation of the no-load voltage. The combination of magnetostatic two-dimensional (2-D) FE simulations for calculating the magnetic coupling between the machine windings and of an analytical resolution results in a very precise prediction of the no-load voltage. At the same time, simulation time is drastically reduced compared with transient magnetic 2-D FE simulations. The method was verified on several examples, comparing the obtained results (damper bar currents and no-load voltage) with results obtained from transient magnetic FE simulations and, in one case, with the measured no-load voltage.     

考虑阻尼绕组约束能量变换器空载电动势波形的分析

电机的阻尼绕组端部联结方式的不同,使得阻尼条中感应涡流的约束不同,引起阻尼绕组电流的分布不同,从而对气隙磁场和空载电动势产生影响.本文提出了场路耦合时步有限元法来计算凸极同步电机空载电动势波形,针对能量变换器样机,进行了考虑不同阻尼绕组约束条件下的空载电动势波形的计算,并对计算结果和实验值进行了比较.结果表明,阻尼绕组约束不同,能量变换器空载电动势谐波含量不同,电动势波形的正弦畸变率也发生一定的变化,精确计算时需要考虑这种变化.     

新型灭磁在自并励发电机上应用研究

文献讨论了非线性电阻和电容器并联后,跨接到磁场绕组两端的新型灭磁方案,主要是利用磁场开关主触点分断后,由电容器和磁场绕组产生谐振,导致电容器电压上升,当电容器电压上升到超过或等于非线性电阻残压时,非线性电阻即投入,电容器上电压不再上升,这种灭磁的方法,对灭磁开关的开断弧压要求降低了,本文进一步探讨自并励水轮发电机空载误强励下,用新方案灭磁的情况,这里利用了在d,q轴坐标下同步电机Park方程,考虑了阻尼绕组和发电机空载特性饱和的影响,进行了仿真,得到了预期的结果。