混合励磁永磁电机齿谐波绕组特性计算与分析

为了在电机设计阶段把握混合励磁永磁同步发电机齿谐波绕组的空载和负载特性,应用电机理论定性分析了转子齿谐波电动势的产生机理及特点。根据其特点,提出了一种准确计算齿谐波绕组电动势波形的方法。应用该方法对一台齿谐波励磁的混合励磁永磁同步发电机的齿谐波绕组电压随励磁电流和电枢电流的变化分别进行了计算,并对其变化趋势进行了详细的分析。分析表明:齿谐波绕组特性与电枢绕组特性不同,其受磁路饱和影响较大。计算结果和实验结果的比较验证了计算方法的准确性以及理论分析的正确性。     

凸极与轴向叠片(ALA)磁阻式无刷双馈电机电磁场对比分析

该文对凸极式与轴向叠片磁阻式无刷双馈电机进行电磁场计算,给出线性与非线性条件下功率绕组与控制绕组电感参数波形,并计算出电感参数、功率绕组电压与极弧系数、导磁迭片与非导磁迭片厚度比关系曲线。将这两种电机进行了对比分析,在相同的定子结构、绕组排布、气隙长度及相同的运行条件下,轴向叠片式无刷双馈电机空载电压值比凸极式无刷双馈电机明显要大,可以提高30%。     

基于求模运算的旋转变压器解码算法的研究

文中提出了一种基于求模运算的旋转变压器解码算法并进行了研究。首先分析了旋转变压器求模运算解码算法的原理,给出了转角的正弦、余弦函数和转速的计算方法。然后在CORDIC算法基础上简化了求模运算,提高了FPGA求模运算的速度和减少硬件实现的资源量。接着旋变解码算法进行了FPGA纯硬件实现,即基于Quartus II平台用Verilog实现语言编程。最后利用Modelsim软件验证了该设计模块的可行性和正确性。通过与基于转子位置角进行解码的方法进行相比,证实了本文所提出的对旋变信号进行基于求模运算的解码方法不仅可以简化永磁电动机矢量控制系统的硬件和软件,而且可以提高控制的实时性。     

双馈电机数学模型及运行性能比对分析

从有刷双馈电机的原理出发,分析了级联式、鼠笼式和磁阻式无刷双馈电机的原理,从电机的结构、数学模型、运行性能角度指出了它们之间的内在联系。当不考虑级联式、鼠笼式无刷双馈电机的转子绕组电阻时,这些电机在不同坐标系下的磁链方程与电压方程结构形式完全相同。级联式、鼠笼式、磁阻式无刷双馈电机虽然实现了无刷,但存在其它的不足,耗材量增加,结构相对复杂,能量间接传递,不同旋转频率的磁场叠加。     

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。     

计算同步发电机负载电动势波形的转子最小旋转角

为了快速计算同步发电机负载运行时的稳态性能,希望在转子相对定子旋转的角度尽可能小的情况下就能够准确得到电枢绕组电动势波形。根据电机理论,针对分数槽绕组同步发电机负载运行时的气隙磁通密度进行分析,得到了准确计算电枢绕组电动势波形的转子最小旋转角。应用有限元法计算最小旋转角范围内定、转子不同位置下的电磁场,通过对电磁场计算结果进行后处理,得到了定子每个齿磁通在一个或者多个周期的变化波形,从而快速计算电枢绕组电动势波形。对两台不同电枢绕组形式的永磁同步发电机负载电动势波形进行了计算,通过对计算结果进行比较,验证了方法的正确性。在一台电机上进行了实验,计算结果和实验结果较吻合。该方法具有计算准确以及计算量小的优点。     

同步发电机整流系统稳态解析计算与仿真分析

针对数字仿真计算具有较好的精度,但过程复杂、计算时间长的特点,对三相同步发电机整流系统的稳态运行特性进行了分析,给出了便于工程计算的解析算法,并列出了解析计算公式及计算步骤。同时对该系统进行了仿真分析,新电机模型中,恒压励磁、恒定转速非常逼真地模拟了实际同步电机。对比结果证实了该解析算法完全可以替代仿真计算,非常便于工程应用。     

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。     

基于ANSYS的界面化电机磁场分析程序设计

介绍了基于ANSYS二次开发语言UIDL与APDL相结合开发界面化电机磁场分析程序的过程。程序实现界面化后使用方便,整个分析过程用户不用修改源代码,仅需按照电机结构输入物理参数和分析需要的控制参数。该程序适用于大多数常规结构的凸极同步电机,因此对于并未掌握ANSYS的电机分析者,通过该程序即可实现电机磁场的空载、负载以及谐波计算分析。通过对多台不同结构的凸极同步电机进行计算比较,证明了该程序结构合理,计算速度高,结果准确,通用性强。