浅谈气隙对电机电磁噪声的影响及解决方法

分析了气隙对电机电磁噪声的影响,提出了利用降低气隙磁密、加大气隙、加均压线等方法解决该问题,并利用实践数据证明上述方法取得了明显的效果。     

低速永磁直线同步电机永磁体励磁磁场分析

低速永磁直线同步电机是利用初、次级表面开槽引起气隙磁导波变化而工作的,首先通过对气隙磁导波的分析,给出了初、次级开槽的气隙磁导波的计算方法.在此基础上,对电机的气隙磁场进行了分析与Magnet仿真,对轴向和径向励磁结构做了对比,为进一步分析低速永磁直线同步电机的动态特性奠定了基础.     

基于Halbach阵列盘式无铁心永磁同步电机优化设计——楔形气隙结构电机

从优化结构角度出发,提出基于Halbach阵列楔形气隙盘式无铁心永磁同步电机,该类电机具有效率高、重量轻、噪声低、结构简单等优点,通过改变气隙结构以进一步提高盘式无铁心永磁同步电机的气隙磁密,达到提高电机性能的目的.利用FEM方法对16极盘式永磁同步电机进行建模,选取不同的空气罩尺寸来分析比较,确定适合的求解域,进而对均匀气隙与楔形气隙两种结构进行了静态气隙磁场分析比较.实验结果表明,样机出力由均匀气隙结构200W提高至楔形气隙结构的250W,效率由91.8%升高到92.4%,功率因数由0.985提高到0.993,优化设计达到了目的.     

高频电感气隙布置与绕组损耗的分析

针对高频电感的绕组损耗问题,利用有限元数值分析,研究了气隙位置的变化对电感器绕组损耗的影响,比较了不均匀分布气隙与均匀分布气隙对绕组损耗的影响,并对分布气隙参数提出了合理的设计原则.结果表明：气隙位置开在拐角处会增加绕组损耗.相对于不均匀分布气隙,均匀分布气隙有利于减小绕组损耗,且可以将分布气隙个数增加到使绕组距气隙的避让距离控制在3～5个气隙距之间,同时分布气隙间磁柱的长度大于6个气隙距,以得到较小的绕组损耗.     

无火花电机最小径向气隙正态分布计算方法

简述了无火花电机国内外标准规定的最小径向气隙限值及影响气隙的主要零部件,利用正态分布法计算最小径向气隙值,并通过实例比较该方法与一般方法的计算结果,证明用正态分布方法计算更符合实际情况、更合理。     

气隙设计对电感绕组损耗的影响

开关电源中的电感，用高导磁材料作磁芯的电感都必须有气隙。由于在气隙附近存在扩散磁通，使绕组产生额外的损耗，所以电感绕组的损耗不同于变压器绕组。另外，由漆包线和铜箔构成的绕组，电感气隙位置对磁芯窗口内旁路磁通的影响是不同的，最终导致对电感绕组损耗影响的不同。本文针对开关电源中用铁氧体作磁芯的气隙电感，基于前人的研究成果，通过有限元分析软件，详细地分析了气隙设计对电感绕组损耗的影响。总结了减少绕组损耗的气隙布置方法和采用分布气隙应该遵守的准则。本文的工作对电感设计中减少绕组损耗具有实际的指导意义。     

中频电机浅槽气隙系数的精确计算

介绍了用保角变换的方法分析开槽后的气隙磁场，从而得到等效气隙系数的精确计算值，给出了中频电机浅槽气隙系数的一种精确计算方法，解决了电枢槽非无限深、非足够宽这种应用最为广泛的一般情况下严格的理论计算。     

采用观测气隙的电磁吸力悬浮系统研究

传统电磁吸力悬浮采用气隙反馈实现闭环控制,而气隙传感器具有体积大、造价高、安装复杂等缺点。提出了一种通过磁场与电流观测气隙,使用观测气隙进行闭环反馈的电磁吸力悬浮方法。通过理论分析和仿真研究了气隙与磁场和电流间的函数关系;设计分析了磁场测量点的位置;利用函数关系进行气隙观测。实测数据表明：通过磁场与电流观测气隙,所得结果与实测气隙吻合,该方法可以用于闭环反馈。从理论上分析了观测拟合系数对闭环系统稳定性的影响。最后通过试验实现了7 mm处的稳定悬浮。     

开关磁阻电机绕组气隙建模及最佳气隙宽度确定方法

针对开关磁阻电机定子槽内双绕组间因存在不规则气隙而导致其温度场分析建模困难的问题,提出一种双绕组气隙的改进建模方法。分析了电机双绕组间气隙总截面积的计算方法,研究了双绕组气隙的模型结构与最佳气隙宽度的确定方法,在此基础上建立了开关磁阻电机的三维有限元模型,并采用有限元法对其温度场进行了分析,得到开关磁阻电机的温度场分布,通过对不同气隙宽度下的温度场分析并采用数值拟合方法得到其气隙宽度与相应温度间的函数关系,利用该函数关系及相应的实测温度值,即可得到双绕组气隙模型的最佳气隙宽度,该方法因有效提高了开关磁阻电机温度场分析结果的准确性,因而具有较好的应用价值。     

基于齿部磁场分析的大型潜水电机气隙偏心故障研究

大型潜水电机广泛用于工矿企业给排水、城市污水处理等场所,然而转轴弯曲、轴承磨损等机械故障会引起气隙偏心。气隙偏心轻则导致气隙磁场畸变、振动增大和电流波动,重则定、转子相摩擦,导致设备停机或损坏。由此推导了大型潜水异步电机动态气隙偏心状态下某一固定位置处的定子齿部磁通解析表达式,分析偏心状态下的磁通故障频率,其基本思想是认为定、转子合成磁动势和气隙磁导决定了气隙磁通的大小,而定子齿部对应位置处气隙中的磁通全部经过齿进入定子轭部,据此提出了基于齿部磁场分析的大型潜水电机气隙偏心故障在线监测方法。最后,利用有限元法对理论分析进行了验证,并对故障频率的幅值与偏心度之间的关系作了进一步探索,为异步电机动态气隙偏心的精确检测提供了依据。     

气隙结构对特高压并联电抗器铁芯振动的影响

以气隙个数和气隙位置对特高压并联电抗器铁芯振动的影响为主要研究对象,在分析特高压并联电抗器铁芯振动机制的基础上,指出了麦克斯韦力和磁致伸缩力的矢量和是影响铁芯振动强度的主要原因;系统分析了铁芯气隙可能存在的结构型式,搭建了具有不同气隙个数和气隙位置的特高压并联电抗器铁芯的真型仿真模型,并采用多物理场有限元仿真计算的方法,得到了气隙结构对特高压并联电抗器铁芯振动的影响规律。研究结果表明,在研究范围内(气隙个数为15~25),特高压并联电抗器铁芯气隙个数越少则振动强度越弱;气隙位置越靠近底轭则振动越强,越靠近铁芯柱3/4高度中心则振动越弱。在此基础上提出一种特高压并联电抗器铁芯减振设计方案,与现有铁芯设计方案相比该方案能够使铁芯振动位移均方根减小18.925%。     

气隙偏心下永磁风力发电机定子电磁振动特性分析

永磁风力发电机定转子偏心会造成发电机气隙分布不均匀而产生磁场不平衡,使发电机振动加剧,严重时甚至引发转子扫膛,使发电机损坏失效。以某兆瓦级永磁风力发电机为研究对象,理论分析了气隙偏心对发电机气隙磁密和径向电磁力的影响,对于不同气隙偏心量下的风力发电机瞬态电磁场开展有限元分析,获得气隙磁密和径向电磁力分布特性变化规律,进而开展径向电磁力作用下定子谐响应分析,以掌握气隙偏心引起的定子振动响应特性。结果表明：随着气隙偏心量的增加,气隙最小处气隙磁密幅值增大,径向电磁力新增边带分量;发电机定子振动响应中工作频率的倍频幅值也随之增大,其中二阶径向模态响应幅值最大。所得结果可为发电机气隙监测方法研究提供一定的理论依据。     

一起变压器中性点间隙击穿的事故分析

现有的220 kV变压器,中性点一般装有棒-棒间隙,其间隙间的距离取多少为合理,并如何与零序过流保护及过压保护配合,是当前运行单位易忽略的问题。该文对一起由于间隙距离设置不当,系统发生接地故障而引起间隙零序保护动作而跳机的这一事故,做一专题分析。     

一维叉指EBG结构的传输特性分析

设计了一种一维叉指电磁带隙结构（electromagnetic band gap,EBG）。首先,在典型电磁带隙结构的原理基础上,用HFSS软件建立一维EBG结构模型,详细分析了调节电容相对长度L0对电磁带隙特性的影响规律,结果表明增加电容的相对长度可以使频率带隙向低频方向移动,并通过将电容的相对面积简化为相对长度的思想,定量计算出等效电容与频率的关系;其次,运用数学中“以直代曲”的微积分思想,对一维叉指EBG结构的频率进行估算,仿真结果与理论分析一致,为EBG的频率估算和小型化设计提供了指导依据。     

220kV绝缘子并联间隙电场计算

绝缘子并联间隙作为一种新的“疏导型”防雷保护方式,已经逐步被电网公司所接受并列入相应的防雷要求之中。但是,目前国内对并联间隙的研究还是不多,而且主要集中在并联间隙保护原理以及间隙电极形状等方面,忽略了并联间隙对绝缘子串电场分布的影响。因此,文章选用ANSYS软件利用有限元方法对220kV输电线路采用并联间隙防雷保护装置后绝缘子串的三维电场分布进行分析计算,讨论并联间隙对绝缘子串电场分布的影响。研究认为优化设计后的并联间隙对绝缘子的电位分布有一定的均匀作用。     

500kV线路带电作业保护间隙的研究

对用于500kV输电线路带电作业的保护间隙进行了研究。通过保护间隙与工作间隙放电特性的配合试验，证明加装保护间隙不仅可提高带电作业的安全性，而且能有效地减小塔头尺寸。     

一起330kV变压器间隙保护动作行为分析

针对一起在系统连续发生单相接地故障状态下,变压器中性点间隙被多次击穿,最终导致变压器中性点间隙过流保护动作的事故过程,根据故障录波图详细分析了中性点零序电压及间隙电流产生的原因,并对双回线路不同运行方式下非全相运行状态时零序电流进行了理论分析和仿真计算。根据理论分析及仿真计算结果,论证了在非全相状态下所产生的持续零序电压和零序电流是变压器间隙零序电流保护动作的主要原因,并提出了避免类似事故的切实可行的防范措施。     

超声电源换能振动系统的阻抗匹配研究

根据换能振动系统阻抗匹配的特点,通过改变磁心间的气隙来调谐匹配电感,从理论上给出磁心间气隙大小与电感量的变化关系,分析了匹配电感瞬间产生高温的原因及预防高温的措施和磁心材料的选取方法。     

妈湾电厂变压器间隙保护动作分析

以妈湾电厂3例220kV主变压器间隙保护动作情况为例,分析了间隙保护动作的原因,指出系统单相接地瞬间产生的暂态过电压造成了主变压器中性点间隙击穿。进一步分析了间隙过流保护存在误动的可能性,建议延长间隙过流保护时限,避免机组发生不必要的停运事故。     

组合空气间隙交流击穿电压计算方法研究

典型空气间隙的击穿电压特性是外绝缘设计的重要依据,为研究电位悬浮体对空气间隙击穿电压的影响,文中以简化的组合间隙放电模型为研究对象,实验研究了悬浮导体长度和高压电极形状对组合空气间隙击穿电压的影响特性和变化曲线。基于实验数据和观测到的放电现象,文中在考虑子间隙的击穿顺序和流注通道压降的基础上,建立了组合间隙击穿电压的计算模型。利用该模型对含有电位悬浮导体的组合间隙击穿电压进行了计算,结果表明,文中提出的计算模型得到的击穿电压计算值和实验数据相比,相对误差小于5%,说明该方法对于计算含有电位悬浮导体的组合空气间隙击穿电压具有一定的适用性。