电励磁双凸极发电机的非线性模型

电励磁双凸极发电机是一种新型的交流无刷电机，结构简单，可靠性高，在汽车和飞机发电领域有着广阔应用前景。但其磁链和电感均为激磁电流、相电流、转子位置的非线性函数无法采用常规的方法建立精确的数学模型。该文采用二维电磁场有限元法对一台12/8极电励磁双凸极发电机进行了精确分析计算，得到了电机的静态特性；利用模糊神经网络的非线性逼近能力，尝试建立了双凸极电励磁发电机的模糊神经网络非线性模型，获得了很高的模型精度，并将仿真分析结果与实验结果进行了对比，验证了所建模型的精确性、有效性及方法的可行性，为飞机直流发电系统的设计、分析建立了基础。     

用支持矢量机建立电励磁双凸极发电机的非线性模型

作为一种新型的交流无刷电机,电励磁双凸极发电机输出经过桥式整流即可输出直流电,结构简单,可靠性高.但它是高度非线性、时变的对象,其磁链和电感均为励磁电流、相电流、转子位置的非线性函数,无法采用解析方法建立精确数学模型.支持矢量机(SVM)摒弃经验风险最小化(ERM)原则,而采用结构风险最小化(SRM)原则,可有效地应用于非线性建模.本文采用SVM建立了电励磁双凸极发电机磁链ψ(θ,if,ia,ib,ic)的非线性模型,所建模型拟合精度较高,其推广泛化能力也较强.所建模型为飞机高压直流发电系统的设计、动静态特性分析奠定了良好的基础.     

基于三维非线性电感模型电励磁双凸极发电机系统建模的研究

电励磁双凸极发电机是一种应用前景看好的新型交流无刷电机,它以其独特的结构和优良的电气性能在飞机、车辆等领域有广阔的应用前景。目前国内外对它的研究大多基于分段线性电感模型,为了更准确地反映双凸极发电机的电磁特性,提出了一种新的构造三维非线性电感模型的方法,并在此基础上建立了整个电机系统的Matlab模型。以30kW、12/8极电励磁双凸极发电机为例,进行了仿真与实验比较,验证了此模型能够较好地反映双凸极电机实际工作特性,为双凸极电机系统的分析与设计提供了有力的工具。     

气隙对双凸极电励磁发电机特性的影响分析

针对12/8双凸极电励磁发电机的结构特点及工作原理,在二维磁场有限元非线性计算分析的基础上,就气隙变化对发电机的电感特性影响、稳态性能进行了理论分析和仿真验证.分析中考虑了铁心材料的非线性饱和及励磁磁场与电枢磁场间的相互影响,并将稳态仿真结果与实验结果进行了比较分析,验证了理论分析的正确性.     

直驱式多转子极电励磁双凸极风力发电机

针对如何提高低速直驱双凸极发电机效率的问题,研究了一种多转子极电励磁双凸极发电机新结构,推导了该发电机定子极数与转子极数配合关系,给出了多转子极DSEM定子极宽与定子极距之比的取值,并在此基础上建立了有限元分析模型,在发电机转速、每相串联匝数、转子极数和主要尺寸相同的条件下对比分析了24/16、12/16和6/16极电励磁双凸极发电机的磁链、电动势、电感、定位力矩、效率和重量.分析结果表明本文所提多转子极DSEG发电机结构的合理性.     

电励磁双凸极发电机偏心特性研究

针对电励磁双凸极发电机静态偏心故障,首先对于发电机的气隙长度进行了等效解析建模,并对静偏心程度与磁链、电磁转矩以及气隙磁密等重要特性的关系进行了理论推导。然后,通过Ansys有限元建立12/8三相电励磁双凸极发电机的2D有限元模型,并对电磁信号理论分析结果进行验证。最后,利用Workbench中耦合电磁、模态与谐响应分析模块对发电机的径向振动信号进行有限元仿真。研究结果表明,仿真结果与理论分析结果基本吻合,证明静偏心故障中偏心率对于电励磁双凸极发电机性能具有一定的影响,为后续其静偏心故障诊断提供理论基础。     

环境温度对电励磁双凸极发电机输出特性的影响

电励磁双凸极发电机DSEG(doubly salient electro-magnetic generator)是一种高温运行能力强的新型无刷直流发电机,但对其温度特性尚缺乏研究.为给DSEG设计和应用提供理论依据,对环境温度改变时的DSEG发电性能进行研究.采用等效磁路法和有限元法,并结合不同温度下的铁心材料磁导率曲...     

电励磁双凸极发电机的Pspice建模方法

为了研究电励磁双凸极电机发电过程,采用电压脉冲模块和受控电压源结合单位电感的方法,基于Pspice仿真软件建立了电励磁双凸极发电机模型。同时,研究了一台12／8极的电励磁双凸极发电机模型,给出了动态特性的数字仿真和试验结果。通过仿真与实验结果的对比,验证了所建模型的正确性及方法的可行性,为飞机直流发电系统的设计、分析提供了基础。     

多相电励磁双凸极发电机的极数和极弧系数研究

电励磁双凸极发电机(wound-field doubly salient generator,WFDSG)的极数和极弧系数设计不当会导致电机产生较大的定位转矩和励磁绕组反电势。为了设计容错能力强、电压脉动率小的多相WFDSG,该文对多相WFDSG的极数和极弧系数进行了研究。在分析多相WFDSG原理的基础上,确定了多相WFDSG的设计要求;分析了定转子极数和极弧系数等结构参数对各绕组电感、电动势等性能参数的影响规律,推导了多相WFDSG普遍适用的定子极数、转子极数和定转子极弧系数等结构参数的约束公式,为设计多相双凸极电机提供理论基础。依据上述理论设计了一种12/9极四相WFDSG,利用有限元软件对传统WFDSG和该文设计的新型四相WFDSG样机进行了对比分析,试制了样机并进行了实验。仿真和实验结果验证了所提出的设计方法和电机结构的合理性。     

五相容错双凸极无刷直流发电机研究

针对高可靠性应用场合,提出一种五相10/8结构容错电励磁双凸极发电机的构成方案.在分析了该电机结构特点的基础上,利用二维有限元电磁场分析软件对电机的静态特性和空载开路故障进行仿真.仿真结果表明:该电机电动势宽度为144°左右.励磁绕组自感基本不受转子位置影响,而电枢绕组的互感也远小于电枢绕组的自感.当一相或非相邻的两相发生开路故障时,对输出电压的直流分量影响很小,而当相邻的两相发生开路故障时,对输出电压影响不可以忽略.     

双凸极无刷直流发电机的非线性数学模型

用变网络等效磁路法建立电励磁双凸极发电机等效磁路模型。在考虑磁路饱和、电枢磁场和励磁磁场相互作用的基础上 ,给出了描述该发电机非线性电感的函数 ,函数值与转子位置、各相电枢电流和励磁电流有关。有限元法验证了该函数的计算结果具有很高精度。在基于电感数值解基础上建立了该无刷直流发电机负载时一个工作模态非线性数学模型 ,给出了描述该数学模型的微分方程。理论计算结果和样机实验结果对比验证了该模型的正确性 ,为研究双凸极发电机的工作性能提供理论依据     

双凸极无刷直流发电机计算机辅助设计的研究

根据双凸极无刷直流发电机的特点，提出了一种计算机辅助设计方法，给出了设计过程。该方法不仅提高了设计的灵活性，而且具有虚拟实验的功能，设计结果和样机实验对比表明设计的结果是正确的。     

一种新型电励磁双凸极无刷直流发电机

提出一种新型电磁式双凸极无刷直流电机,它是在双凸极永磁电机基础上,用电励磁代替原电机的永磁结构,发电运行时,取消了原电机中的功率变换器和转子位置传感器,电机的结构和制造工艺简单,可靠性高,功率密度高,成本低.本文设计加工一台原理样机,并采用二维电磁场有限元法对其进行了精确分析计算,得到了电机的静态特性,与实验结果进行了对比.     

直驱式电励磁双凸极风力发电机的极数研究

针对低速直驱风力发电应用场合,对电励磁双凸极电机的极数进行了研究。双凸极电机属变磁阻电机,存在2个气隙且电枢绕组为集中绕组,常规电机数学模型已不再适用。该文分析了电机的气隙磁密和极对数的特点,并在此基础上推导了单匝绕组电动势和相绕组电势的表达式,从理论上证明了在定子内径和转速不变时,单匝绕组电动势与极数无关,而相电势与极数成正比关系。有限元仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。给出1 MW直驱式电励磁双凸极风力发电机设计实例,并进一步分析了极数对电机有效材料的影响,为低速直驱式电励磁双凸极电机的极数选择提供参考。     

四相8/6极双凸极永磁发电机运行分析

双凸极永磁电机是将开关磁阻电机与永磁材料相结合而派生出来的一种新型电机。文章建立了双凸极永磁发电机稳态运行时的数学模型,对不同整流装置、接不同性质负载时的稳态运行性能进行仿真,并将仿真结果与实验结果进行了比较。     

双凸极电励磁发电机非线性建模方法

在有限元分析所得磁链特性y(q, if, ia, ib, ic)的基础上,尝试分别采用自适应模糊神经网络(adaptive-network-based fuzzy inference system, ANFIS)、支持向量机(support vector machine,SVM)和3次样条插值法(Spline)建立60 kW 12/8极双凸极电励磁(doubly salient electromagnetic,DSEM)直流发电机非线性模型,并将基于3种模型的电机的静态特性与有限元分析结果相比较,以验证所建模型的逼近精度、推广预测能力及建模方法的有效性。根据3种非线性建模方法分别建立发电机非线性仿真模型,并用此模型对双凸极无刷直流发电机的空载和带载电压波形进行仿真,分析电机的空载特性和外特性,并与实验测试结果比较,进一步验证3种建模方法的性能,给出选用原则。     

双凸极无刷直流发电机空载特性的分析

首先用变网络等效磁路法计算了12/8结构的某双凸极交流发电机的空载相电压，给出了实验结果的对比。然后，在此基础上给出了凸极无刷直流发电机的空载特性的求法，计算的结果和实验的结果进行了比较，说明该方法具有较高的计算精度。该无刷直流发电机空载特性的求出为双凸极无刷直流发电机的磁路设计提供了重要的理论依据。