矿用皮带机用直驱永磁电机冷却系统研究

针对矿用皮带机直驱永磁电机温升高和散热困难的问题,对轴向三角钢型水道、轴向直槽型水道和径向螺旋形水道的冷却效果进行了对比分析。首先给出了电机电磁设计的基本方案和3种水路结构的物理模型;采用场路结合的计算方法,对电机的铜耗、铁耗、永磁体涡流损耗、杂散损耗及风磨耗进行了计算;建立了3种水道结构的三维仿真模型,得到了电机在不同冷却水道下的温度分布;进行了样机温升实验,采集了电机额定负载下温升实验数据,并与仿真结果进行了对比。研究结果表明:实验数据与仿真数据吻合良好,验证了仿真的正确性;三角钢型冷却水道冷却效果最佳,直槽型冷却水道冷却效果较差。     

一种定子连体双转子同步并行直驱永磁电机

提出一种定子连体双转子同步并行直驱永磁电机,用于双螺杆泵、挤压类负载并行对驱机械装备中,该电机取消传动齿轮等驱动设备,解决了动密封问题,可保证负载并行两轴同步性,系统效率得到提升。文中阐述定子连体双转子同步并行直驱永磁电机基本结构与运行机理;提出双转子之间区域为同步区,利用等效磁路法详细分析双转子不同位置时同步区磁路特点及电机电磁关系;提出电机设计方法,分析同步区对电机性能影响。设计制造一台电机进行仿真与实验研究,实验结果表明,所提电机达到直驱负载要求,较原有驱动电机具有效率更高、可靠性更好、密封更完善、体积更小、同步性更高的优势。     

电动汽车用永磁电机弱磁调速能力

针对电动汽车驱动系统对永磁电机恒功率调速范围的较高要求,研究了内置V型磁路结构参数对永磁电机弱磁调速能力的影响。采用有限元仿真的方法分析相邻磁极间距和磁极中心植入深度与直轴电感、交轴电感、凸极率、气隙磁密和永磁磁链之间的关系,并由此得到永磁转矩和磁阻转矩的变化规律。结合电机控制器最大逆变电压和输出电流,总结出永磁电机反电势和转子结构参数与弱磁调速范围的关系。样机实验结果表明,通过调整转子磁路结构进而优化电机反电势和凸极率的方法能够有效拓宽永磁电机弱磁调速范围。电动汽车用永磁电机应适当增加转子相邻磁极间距并降低永磁体埋置深度,降低电机反电势的同时增加磁阻转矩,提高恒功率调速阶段带载能力。     

磁钢充磁方式对高速永磁电机性能的影响研究

针对高速永磁电机的充磁方式问题,对一台250 k W,67 000 r/min高速永磁电机的径向充磁、平行充磁和Halbach充磁3种永磁体充磁方式进行了研究,对不同充磁方式给高速永磁电机气隙磁场、齿槽转矩、损耗的影响进行了分析。利用有限元分析的方法,根据实际的充磁方式,在有限元软件中建立了高速永磁电机模型,对高速永磁电机不同充磁方式下的性能进行了研究,对比分析了平行充磁、径向充磁及Halbach充磁这3种充磁方式对高速永磁电机气隙磁场、齿槽转矩、定子空载铁耗、转子涡流损耗、额定运行时总损耗等的影响,并且总结了高速永磁电机理想的充磁方式。研究结果表明:采用平行充磁方式时高速永磁电机的气隙磁密波形更趋于正弦、齿槽转矩更小,电机的总损耗最小,运行性能更优。     

挤塑机直驱永磁电机温度场的计算

针对挤塑机直驱永磁电机存在的温升过高的问题,对挤塑机直驱永磁电机的计算模型、散热系数、冷却水系数、损耗计算、温度场计算等方面进行了研究。采用场路耦合协同仿真的计算方法,对变频器供电情况下电机的绕组铜耗、考虑谐波影响的铁耗,以及杂散损耗进行了研究计算,建立了三维永磁电机模型,设计了电机的水冷却系统,利用Ansys软件进行了电机的三维稳态温升计算,获得了电机整机及关键部件的温度场分布;最后进行样机的温升实验。研究结果表明,采用场路耦合方法计算电机损耗准确,采用三维稳态温度场仿真数据与样机实验数据吻合良好,求解方法正确,可为直驱电机的设计提供一定的参考。     

基于SPWM技术的钢丝绳断丝信号分析方法

针对电力系统送变电施工使用的编织式钢丝绳断丝信号的特点,利用现代电力电子电源的SPWM技术对其进行断丝信号分析,不仅有效地提高了采样精度,而且在抗干扰和在线实时性方面都取得了极好的效果.重点介绍了断丝信号特点,以及利用SPWM技术解决断丝分析的原理.     

模块组合式交流电机定子分块规则与不等跨距绕组研究

低速大功率交流电机是指转速低于500r/min、功率在兆瓦级以上的电机,主要应用在大型水轮发电机、永磁同步风力发电机以及大型矿井提升直驱和大型船舶主推进等场合,在国民经济中占有重要的位置。针对其传统制造过程中存在的加工、装配和维护困难等问题,提出了一种新型模块组合式定子结构。在研究定子分块规则的基础上,通过计算每极每相槽数q不同时定子独立模块所需最小槽数,以及对应情况下的绕组分布系数、短距系数和削弱谐波次数,从绕组利用率和削弱谐波能力方面总结出了对于该种电机而言每极每相槽数q的选取方法。最后搭建试验台,对样机进行了实验,实验结果表明了分块规律的正确性以及模块组合式定子结构的可行性,为进一步研究奠定了基础。     

模块组合永磁电机力矩波动分析

模块组合电机存在齿槽力矩和边端力波动影响电机性能的问题,本文针对模块组合永磁同步电机的力矩进行分析:对齿槽转矩的产生进行理论分析并采用不同程度不均匀气隙对齿槽转矩的优化;另对边端力利用Schwarz-Christoffel变换对电机边端气隙磁场进行求解,最后提出边端力的削弱方法。     

基于电枢齿偏移法双面转子永磁同步电机振动噪声特性的研究

双面转子永磁同步电机具有功率密度高、恒功率运行范围宽与低速大转矩输出能力强的特点.电机在大转矩输出与高速恒功率运行时电流会导致双层气隙磁场分布畸变,易引发较大的电磁振动噪声.该文基于一台85kW双面转子永磁同步电机,首先对双层气隙磁场分布规律进行分析,通过引入偏移因子提出一种基于内、外电枢齿偏移削弱电机振动噪声的方法,...     

一种表贴式永磁电机磁极结构优化研究

针对常规表贴式永磁电机气隙磁密波形正弦度差,导致电机反电势中谐波含量高、电机谐波损耗大,以及复杂结构形状永磁体在生产、加工、装配过程中容易造成废品率高等问题,提出一种由导磁金属块和永磁体共同构成的表贴式磁极结构。用有限元方法计算常规结构以及不同程度不均匀气隙结构的气隙磁密波形,进而由傅里叶分解得到各次谐波和正弦畸变率。仿真结果标明该结构可以有效改善气隙磁密波形和电机空载反电势的正弦度。最后采用遗传算法对实现偏心结构的导磁金属块尺寸进行优化,得到了使气隙磁密波形畸变率最小的尺寸参数。有限元计算结果显示,优化设计后,气隙磁密波形畸变率和电机空载反电势谐波含量明显减小。