屏蔽泵用永磁电动机电磁设计

普通屏蔽泵效率低、气隙要求严,为此提出把永磁屏蔽电动机、屏蔽套和离心泵设计为一体的永磁转子屏蔽泵.主要介绍了永磁体的选择、磁路设计、屏蔽套损耗分析,并以额定功率为5.5 kW的永磁屏蔽电动机为例,计算永磁电机的各参数及性能.经与试验结果对比达到设计要求,证明设计方法可行.     

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。     

变频器供电载波引起的非晶电机谐波损耗的实验研究

为了研究变频器供电情况下,由载波引起的非晶合金永磁电机的谐波损耗特性,测试了非晶合金电机和同结构参数的硅钢片电机的谐波损耗,并基于实测数据利用有限元对比分析了两台电机谐波损耗的分布规律。结果显示,变频器供电情况下非晶合金电机定子绕组中由载波引起的谐波电流含量高于硅钢片电机,由此导致非晶合金电机谐波损耗高于硅钢片电机,该谐波损耗的主要分量为永磁体中的涡流损耗,采用永磁体轴向分段手段可有效抑制非晶合金电机的谐波损耗。     

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。     

屏蔽泵用电机不同类型转子电磁性能的影响分析

屏蔽泵及其电机因其自身优势,在核电、国防领域、重要石化领域得到了很大的应用,它具有高可靠性、高密封性、零泄漏性。但与此同时由于屏蔽套结构的存在以及运行介质的决定,其会额外产生屏蔽套损耗以及较大的机械耗(液体磨损损耗),因此,效率、功率因数都会低于普通电机,严重制约了其发展。因此,近年来如何提升屏蔽电机的电磁性能成为屏蔽领域工程专家们研究的重点,转子结构形式及冲片槽型设计影响着电机的电气性能,以转子设计为突破口,研究不同类型转子结构形式对屏蔽电机电磁性能的影响。     

真空泵用屏蔽式永磁同步电机电磁场-温度场互相迭代计算方法

真空泵用屏蔽式永磁同步电机发热严重,因此在设计阶段准确预测其温度对于真空泵系统的安全稳定运行具有重要意义。针对当前电机电磁场-温度场双向耦合计算方法只能考虑温度对电机材料物理性质参数的影响,提出了一种电机电磁场-温度场互相迭代计算方法。该方法不仅能够考虑温度对电机损耗和永磁体磁性能的影响,还能够考虑温度对电机部件材料导热能力和散热能力的影响,使电机电磁场和温度场预测更加符合实际情况。以一台1.5 kW屏蔽式永磁同步电机作为研究对象,基于提出的方法对电机的电磁性能和温度特性进行分析,并将分析结果与电磁热双向耦合计算结果进行了对比。此外还利用提出的互相迭代法分析了环境温度对电机温升的影响。该研究不仅可以为屏蔽式永磁同步电机优化设计提供理论依据,还可以为其运行安全性和可靠性提供参考。     

永磁电机屏蔽泵性能优化

文章研究了绕组参数和永磁体对屏蔽泵电机性能的影响。通过三维有限元法计算得到永磁屏蔽电机气隙磁密分布和屏蔽套涡流损耗分布,并计算得到不同转速下电机的各项性能。然后对屏蔽电机结构进行优化分析,使其效率达到最大值,为屏蔽泵能效指标的提高提供了依据和参考。     

变频器供电永磁直线同步电动机谐波特性分析及计算

研究了变频器输出谐波电源对永磁直线同步电动机的磁势、电流、损耗、效率等的影响,分别计算了同台永磁直线同步电动机在传统正弦波电源与变频器输出非正弦电源下的效率、功率,分析了谐波问题的影响。给出了补偿变频器输出谐波的方案,采用基于瞬时无功功率理论的ip-iq的谐波电流检测法对谐波进行检测,仿真结果为提高变频器供电电机的绝缘及永磁直线同步电动机的推广应用提供了依据。     

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。     

空调压缩机中永磁同步电机的损耗分析

在空调系统中,电能主要用于压缩机运转,因此提高效率对于开发高效压缩机非常关键。为了提高永磁电机的效率,需要减少各种形式的电机损耗。永磁同步电动机其运行频率经常发生变化,致使电机内部的损耗随之改变。本文分析了影响永磁电机损耗的主要因素及其变化规律,得到一些对电机参考设计具有指导意义的结论。     

新型永磁同步屏蔽电机设计研究

针对高温、高压液体环境的运行需求,提出一种新型耐高温永磁同步屏蔽电机,分析了电机的结构,建立了电机的磁路分析模型和电感参数分析模型。分析了电机的损耗,给出了电机的性能计算方法。通过对样机的性能试验,测量的结果与计算结果基本一致,验证了方法的正确性。     

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。     

变频供电条件下异步电机空载磁场及损耗分布特点

以一台空间矢量脉宽调制(SVPWM)供电的5.5 k W异步电机为例,利用时步有限元法分析不同载波频率和调制比下电机定转子铁心磁密变化规律及其对损耗密度分布的影响。结果表明,变频供电时,定转子铁心磁密谐波主要集中在定子齿顶区域,随载波频率增加,电机总铁耗下降,但总体变化较小;调制比增加导致变频器输出电压谐波含量降低,电机内部定子铁心谐波损耗密度减小,电机总损耗随调制比增加而降低。对不同载波频率和调制比空载运行状态进行试验对比,验证了分析的正确性。     

基于磁热耦合法的高速永磁电机温升计算及其应用

针对温升计算过程中材料的温度特性对损耗产生影响的问题,利用电磁场与温度场双向耦合的分析方法,并在求解过程中计及损耗的空间分布,从而实现高速永磁电机温升的准确计算。以一台15kW表贴式高速永磁体同步电机为例,考虑电机各部件装配间隙,运用磁热耦合方法计算了电机在额定转速时的温升情况,与传统温度场加载热密度法计算结果对比,并通过温升实验验证了双向耦合计算方法的准确性。以磁热耦合研究方法为基础,对高速电机护套的选材问题进行探讨,提出在护套上加装适当厚度的铜屏蔽层来降低损耗与温升,同时分析表贴式与内置式转子结构对对电机损耗与温升的影响,为高速永磁电机转子结构设计提供可靠有效的参考依据。     

非晶合金永磁同步电机空载损耗

为了研究电机铁心加工工艺对非晶合金材料磁化和损耗性能的影响,实验实测了非晶合金铁心的磁化性能和损耗性能,通过分析非晶合金铁心损耗测试结果,得出了铁耗计算模型中磁滞损耗系数随频率变化的修正方法。研制了两台相同结构尺寸和参数的永磁同步电机,定子铁心分别采用非晶合金材料和35W270硅钢片,对比分析了两台电机在正弦波和变频器供电情况下的空载损耗。结果显示,正弦波供电时,非晶合金电机的空载损耗仅为硅钢片电机的45%,但由于非晶合金电机在变频器供电时,时间谐波电流含量高于硅钢片电机,由此引起的谐波损耗大于硅钢片电机。     

变频调速屏蔽电机仿真及其损耗计算

针对屏蔽电机的变频调速，在同步旋转坐标系上建立了屏蔽电机的数学模型，采用MATLAB软件中的Simulink工具对控制系统进行仿真，给出了仿真实验结果。当屏蔽电机采用变频器供电时，变频器输出的大量谐波必定会在屏蔽套内产生谐波涡流损耗。对此进行了谐波分析，计算出了屏蔽套的涡流损耗。     

PWM逆变器供电下非晶永磁电机的损耗分析

为了研究PWM逆变器供电情况下,非晶永磁电机损耗的分布规律,本文分析了考虑加工影响的非晶电机定子铁心损耗的计算方法以及考虑磁导谐波、磁动势谐波和载波谐波的永磁体涡流损耗分离方法。利用有限元方法分析了一台表贴式非晶永磁电机在PWM逆变器供电情况下的损耗分布规律。结果显示,由载波谐波引起的损耗是该电机最主要的损耗分量,约占总损耗的66.0%。     

变频调速屏蔽电机仿真及其损耗计算

针对屏蔽电机的变频调速,在同步旋转坐标系上建立了屏蔽电机的数学模型,采用MATLAB软件中的Simulink工具对控制系统进行仿真,给出了仿真实验结果。当屏蔽电机采用变频器供电时,变频器输出的大量谐波必定会在屏蔽套内产生谐波涡流损耗。对此进行了谐波分析,计算出了屏蔽套的涡流损耗。     

基于SVPWM的时间谐波对永磁电机损耗的影响

针对在变频器驱动永磁电机因时间谐波引起的附加谐波损耗大小及分布问题,对基于SVPWM变频器电路输出的电流波形,采用傅里叶计算方法,分析不同变频器参数下的各次电流时间谐波分布规律及波形畸变程度,与SPWM对比发现SVPWM优化谐波程度高,且直流母线电压利用率较优。以一台5kW、3000r/min表面式永磁同步电动机为例,运用场路耦合联合仿真方法,研究附加谐波损耗在永磁电机中的分布特性,计算电机定子铁心各区域的磁通密度变化情况,附加谐波损耗以永磁体涡流损耗为主,其次集中于定子齿顶。参考电机损耗计算的国家标准搭建样机试验平台,通过有限元计算与试验结果的对比分析,校核附加谐波损耗计算结果。     

基于Ansoft的屏蔽式异步电机电磁优化设计

针对屏蔽式三相异步电动机的电磁设计方法进行了介绍,并以1台5.5kW屏蔽电机为例,应用Ansoft Rmxprt(以下简称RM)和 Maxwell软件对电机进行了电磁建模,得到屏蔽电机工作特性曲线及各部分损耗值,在此基础上进一步优化电磁方案,并对比优化前后主要运行数值.