基于Ansys Maxwell的同步电动机定子电流脉动分析

以一台驱动往复式压缩机的同步电动机定子电流脉动计算为例,介绍了一种基于Ansys Maxwell有限元软件分析同步电动机定子电流脉动的方法。实践证明,增加压缩机-电动机传动系统的飞轮力矩可以较好的改善定子电流脉动。     

异步电动机驱动往复式压缩机电流脉动计算与飞轮力矩计算

主要结合往复式压缩机的工作原理,从理论上对电流脉动进行了分析,介绍了一种采用有限元计算异步电动机电流脉动的方法。通过对如何正确选择飞轮力矩和计算定子电流波动方法的介绍,将其应用到产品设计中,提高了产品的可靠性和安全性,具有较强的实用价值。     

同步电动机的转动惯量和飞轮转矩

介绍了同步电动机正确选择转动惯量和飞轮转矩的必要性,转动惯量和飞轮转矩物理概念,二者间的换算关系,同步电动机的转动惯量和飞轮转矩的计算及新方法的应用,驱动往复式压缩机类型机械设备的同步电动机转动惯量的选择.     

改进定子磁链估计器及其参数选取

在永磁同步电动机直接转矩控制系统中根据电磁转矩和定子磁链误差选择合适的定子电压矢量,因此必须对定子磁链进行估计。针对传统定子磁链计算中存在的受定子电阻和反电动势积分影响等问题,研究了扩展卡尔曼滤波在永磁同步电动机定子磁链估计中的应用。建立了以定子电流,转子速度和转子位置为状态变量的扩展卡尔曼滤波估计器,进而利用永磁同步电动机的电流模型计算定子磁链。同时,在大量仿真实验基础上,总结协方差矩阵参数对系统性能的影响。实验结果表明所提出的算法不仅能准确估计速度、转子位置和定子磁链,并且对电机参数具有很强的鲁棒性。     

双定子永磁同步电动机的结构设计

根据传统稀土永磁同步电动机的结构特点,设计出一种双定子结构永磁同步电动机,讨论了体积不变的条件下电机的输出转矩,探求利用该电机的结构特点抑制力矩波动的方法。对样机进行了实验测试,并得出相应结论。     

调压运行的同步电动机功率因数的调节分析

变频器供电条件下,同步电动机的定子绕组电压可以方便地进行调节,电机的电压、电流、功率因数及功率角之间存在内在联系。论文首先在恒定负载和恒定励磁电流情况下,对调压的同步电动机通过相量图进行稳态分析,建立功率角、定子电流及功率因数的计算模型,揭示了电压调节时它们之间的相互关系及其变化规律。最后通过实验验证模型的正确性,指出通过调节同步电动机的定子电压,可对功率因数及功率角之间进行调节,对同步电动机功率因数的调节有一定的指导意义。     

试验法调整磁滞电动机的性能参数

一、前言磁滞电动机是一种利用磁滞效应所产生的电磁力矩使其旋转的同步电动机。由于其结构简单、运行可靠;转子无齿槽噪音较小并易于做成多速电动机;定子电流从启动到同步变化不大,适合用晶体管电源供电;具有启动转矩,能带一定的负载自行启动并拉入同步,因此     

仪表用磁滞同步电动机的设计和制造

1　引　言磁滞同步电动机是一种交流电动机 ,转子是由磁滞材料制成的磁滞转子 ,定子上开槽 ,槽内根据需要可以分布不同形式的绕组。电机的旋转是靠定子旋转磁场的作用 ,使转子产生磁滞转矩 ,将电动机起动并牵入同步运行。与其它同步电动机相比 ,磁滞电动机具有良好的起动性能 ,一般 ,磁滞电动机的力能指标不高 ,它的起动电流与额定工作电流相差不多 ,在电源电压和负载发生波动时 ,仍能保证转速不变。磁滞同步电动机的结构简单 ,运行可靠 ,噪声很低 ,广泛用于起动性能好、转速保持不变的同步传动装置中。磁滞同步电动机主要应用在仪器仪表行…     

一种新型结构的永磁偏置径向磁轴承

提出了一种新型永磁偏置径向磁轴承结构,通过第二气隙形成电磁磁路,与现有Heteropolar结构的磁轴承相比,定子磁极个数由8个减少为4个,可使转子高速旋转时的涡流损耗降低3倍,利用等效磁路法以及有限元法对该永磁偏置径向磁轴承进行分析,得出了最大承载力、电流刚度以及位移刚度的数学表达式,给出了主要参数的设计与计算方法.理论研究和仿真分析表明,所提出的新型径向磁轴承结构通过合理设计第二气隙的大小,可使永磁体产生的位移刚度减小,特别适用于磁悬浮反作用飞轮,以减小对飞轮的扰动,同时减小了飞轮的最大起动力矩,大大提高了飞轮的控制精度,在无轴承电动机、其他飞轮系统等场合具有广阔的应用前景.     

同步电动机转子失磁故障的影响分析

对同步电动机转子失磁状态进行了仿真分析,判断出同步电动机在失磁状态下容易引起间接事故。得出同步电动机失磁状态下定子电流和转速的变化情况,通过监测定子电流、转速和振动可以及时的发现失磁故障并尽快停机,避免间接事故造成的损失。     

基于实测定子电流的表贴式永磁同步电机转矩波动系数计算方法

利用实测定子电流计算转矩波动系数有助于监测永磁同步电机在实际工况下的转矩波动程度以及根据其变化进行故障预测。针对采用d-q轴数学模型、矢量控制的表贴式永磁同步电机,考虑永磁同步电机定子电流基波、谐波与转子磁场基波、谐波的相互作用对转矩波动的影响,推导出转矩解析计算模型。实测定子电流以及转子磁场进行傅里叶分析,确定主要谐波阶次以及转矩波动的主要阶次。依据对实验实例的分析,提出了利用实测定子电流计算永磁同步电机转矩及其波动系数的方法。结果表明能够用于实时监测永磁同步电机在实际工况下输出转矩波动系数。     

储能飞轮用大功率高速永磁同步电机电磁设计

储能飞轮用高速电机的工作状态包括电动机、发电机及空载三种。提高储能飞轮的能量转换效率、降低电机在各种运行状态的损耗成为其电磁设计的主要任务。从工程应用的角度,对储能飞轮用大功率高速永磁同步电机的绕组损耗、铁心损耗及涡流损耗进行了分析,重点分析了定转子间隙对转子构件涡流损耗的影响,同时提出了一种阶梯式转子永磁体结构,可满足永磁同步电机(PMSM)对空载反电动势的低谐波要求,并提出了转子护套材料的选取原则。最后通过一个算例介绍了电机的设计分析及性能参数的计算。     

永磁同步伺服系统抑制转速波动的研究与实现

在分析了永磁同步电机的数学模型及永磁同步伺服系统的电流环和速度环的基础上,设计了负载转矩观测器,对定子电流进行了补偿以抑制由负载转矩突变造成的转速波动。在MATLAB／Simulink环境下构建了永磁同步电机控制系统的仿真模型并进行实验。结果表明永磁同步伺服系统经补偿后转速特性得到了明显提高,有效的抑制了转速的波动。     

多相永磁电动机定子绕组短路故障动态分析

定子绕组短路故障对多相永磁同步电动机的运行有非常严重的影响,因此有必要对其进行仿真分析以便为进一步研究其对永磁体工作点的影响奠定理论基础,同时也为电机结构设计提供一定的理论依据。本文利用场路耦合时步有限元法,建立了多相永磁同步电动机的数学模型;然后通过对电机定子绕组等效电路方程和电磁场方程联立求解,计算得到了单相对地短路、两相间短路以及三相短路三种突然短路状态下的定子相绕组暂态电流、端电压以及电磁转矩波形;最后将仿真波形与实验波形相对比,证明了该数学模型和计算方法的正确性,并得到了三种短路状态下,相绕组电流和电磁转矩随时间变化规律的一些结论。     

基于定子磁链定向的永磁同步电机无差拍直接转矩和磁通控制策略

为提高传统无差拍直接转矩和磁通控制策略DB-DTFC)的动态响应稳定性、鲁棒性与计算效率,并降低电磁转矩和定子电流波动,以平面坐标系为基础,推导了基于定子的电磁转矩耦合数学模型,提出了改进型DB-DTFC控制策略的基本原理,并基于定子电压坐标系统和扭矩通量坐标系统,设计了一种新型图形分析方法和通用解决方法,并运用试验分析对比了DB-DTFC策略和改进型DB-DTFC策略的系统稳定性。试验结果表明,改进型DB-DTFC策略的相电流值、电磁转矩波动均低于DB-DTFC策略,且计算执行时间比DB-DTFC策略提升了50%,能够有效降低电磁转矩和定子电流波动,提升电机控制计算效率,提高电机动态响应稳定性,增强系统鲁棒性。     

用于调相机-飞轮储能系统的磁齿轮调速器设计

介绍一种用于新能源场站调相机-飞轮储能的磁齿轮调速器的电磁设计。基于同心式永磁齿轮的运行机理,该调速器通过改变定子绕组电流的频率,在调相机的固定转速条件下,实现飞轮的无级变速及其与调相机之间的功率交换,使调相机在传统的无功调节功能基础上,增加有功支撑的能力。确定了磁齿轮调速器的基本结构和调速、供电频率范围等基本运行条件,采用有限元软件计算和对比具有不同的永磁体布置与充磁方向、调制环和定子槽基本结构尺寸的磁齿轮调速器的电磁性能,并选定内置V形永磁体和一定的调制块厚度、宽度及定子槽形,作为最终设计方案。该设计方案显著提高了磁齿轮调速器的转矩密度,并具有较高的运行效率。     

大功率变－交变频同步电动机的谐波问题分析

本文研究了由变频器非线性引起的交－交变频器供电的大功率同步电动机系统的谐波问题。重点对稳态运行条件下由定子谐波电压产生的磁势引起的阻尼绕组谐波电流、谐波损耗及脉动转矩进行了计算分析．并以一台５０００ｋＷ交－交变频大功率同步电动机为例做了实例计算．     

基于MPHFE的PMSM转矩脉动优化控制策略

为了按照选定的谐波次数优化永磁同步电机（PMSM）驱动控制系统的谐波转矩,设计了一种新颖的最少参数谐波磁链估计器（MPHFE）以进行电机谐波磁链的在线估计,从而实现了PMSM转矩脉动优化控制。所提出的MPHFE中无需使用电机电感、电阻和定子电流及导数等参数即可完成谐波磁链的估计,从而无惧参数扰动,具有极强的鲁棒性。MPHFE是通过磁场定向控制器和自适应前馈控制器组合作用将谐波电流强制为零实现的,即可以直接从估计的谐波反电动势中获得谐波磁链,无需其他电机参数参与运算。进一步将估计的磁链与电机谐波转矩综合模型结合使用,以确定消除谐波转矩的注入定子电流值。开展了PMSM不同工况下的测试,实验结果验证了所提出的方法能显著降低PMSM的转矩脉动。     

ALA+PM转子同步电机直接转矩控制探讨

该文比较了ALA+PM转子同步电机和传统的PMSM电机的转矩特性,前者随定子磁链的增大,转矩与负载角始终保持线性关系,不像后者需要约束条件。直接转矩控制是ALA+PM转子同步电机最好的控制方式,但定子磁链大于永磁磁链和小于永磁磁链,都会使定子电流增大,采用最大转矩/电流比(MTPA)方式给定定子磁链不会产生额外损耗。     

永磁同步电动机的直接转矩控制

针对凸极转子结构的钕铁硼永磁同步电动机(PMSM)提出了直接转矩控制(DTC)方法,由于实现电机转矩和定子磁链的分别控制,并采用定子磁链滞环比较的电压矢量PWM逆变技术,提高了系统动态响应,并且算法也比较简单。