带阻尼绕组整数槽凸极同步发电机空载时的齿谐波电势

齿谐波电势是电机理论中人们感兴趣而尚未解决的一个问题。齿谐波电势分两类,第一类是由于定子开槽出现了附加气隙磁场而产生,第二类是由于阻尼绕组高频感应电流的磁势发生另一附加气隙磁场而产生。 在本文中我们对第二类齿谐波电势作了详细讨论并独立推导出一套完整的计算公式。最后为了证实所推荐算法的正确性,采用了一台160千瓦同步电机作为算例,所得的结果与实验值符合良好。     

感应式双旋转磁场中频发电机转子绕组设计及气隙磁场谐波分析

作者应用电机的磁势基本理论和计算方法创造性地对感应式双旋转磁场中频发电机的转子绕组设计和气隙磁场作了必要的分析和计算。经对样机中频电势波形的实验分析,其波形基本呈正弦波形。中频电势的谐波实验分析与理论分析相符。证实了本文涉及的该种电机的绕组设计及其磁势的谐波分析是可行的。     

基于场路耦合时步有限元法的高速无轴承永磁同步电机电磁分析

无轴承永磁同步电机气隙磁场谐波关系复杂,难以实现高速悬浮运行.在分析其悬浮控制机理基础上,研究了静态气隙磁场分布,采用傅里叶变换,比较了不同永磁体磁化方式下的气隙磁密和高次谐波,得出永磁体采用分块结构消除高次谐波的实际效果;基于参数化有限元法,计算了悬浮力随悬浮绕组电流变化关系;对于瞬态磁场,采用场路耦合时步有限元法对转速为12 000 r/min,输出功率为4.3 kW的无轴承永磁同步电机进行瞬态分析,计算了定子绕组空载反电动势波形,并验证了无轴承永磁同步电机悬浮控制机理.结合实验数据,验证了理论分析的正确性和有效性.     

非均匀气隙对切向永磁同步发电机性能影响

针对永磁同步发电机(PMSG)谐波含量和振动较大的问题,提出采用非均匀气隙削弱齿谐波和齿槽转矩的方法.分析了非均匀气隙永磁同步发电机的运行机理,讨论了不同偏心程度非均匀气隙情况下,永磁同步发电机的空载反电动势、输出功率、电机效率、波形畸变率等参数的变化规律.通过场路耦合法,以一台切向式永磁同步发电机为例进行了仿真,结果表明非均匀气隙能改善气隙磁场波形,电机波形畸变率THD由4.86%降到2.48%,齿槽转矩降低40%.     

磁体阵列式永磁同步电动机磁场与起动性能

为了提高传统表面式永磁同步电动机气隙磁场的正弦程度,降低永磁同步电动机的谐波影响并且使得表面式永磁同步电动机也能具有一定的自起动能力,提出一种分布磁体阵列调制式永磁同步电动机．转子铁芯表面磁极是由若干小磁块阵列构成的,阵列中小磁块的宽度、高度及磁块之间的间隔符合一种调制关系,合理设置转子与磁极的结构和位置,使产生的气隙磁场波形更加接近正弦波.利用调制后磁体阵列间剩余的空间设置起动绕组,产生异步感应电磁转矩,使表面式永磁同步电动机增添自起动功能.ANSOFT仿真分析和样机实验结果具有很好的一致性,说明所提出的改善表面式永磁同步电动机气隙磁场波形正弦化的方法是可行的,证明了自起动新方法和新结构的正确性和有效性.     

能量变换器空载电势波形的计算

针对能量变换器的空载电势波形计算问题,采用时步有限元法求解瞬态涡流场,进行了空载电势波形的仿真计算,得出了电势波形畸变率．仿真结果与实验结果基本吻合,表明采用时步有限元法计算空载电势波形是可靠的．     

某电厂发电机出口三次谐波分析与研究

在对某电厂发电机出口进行电能质量监测时,发现发电机出口三次谐波较大。文章对发电机正常工作过程、启机过程、停机过程的谐波测试结果进行了全面分析,并列出了发电机出口三次谐波形成的三个主要原因,包括:PT二次侧产生的零序谐波电压在一次侧的放大;发电机空载时,由空载励磁电流产生的空载励磁磁势为梯形波,空载励磁电流产生的磁感应强度中含有三次谐波分量;发电机负载增大过程中,产生电枢反应,由于转子磁极表面气隙磁阻的不均匀,因此,磁通在转子表面沿气隙分布的磁感应强度将是非正弦的,同样产生了三次谐波。     

齿谐波无刷励磁发电机谐波绕组电势计算

从经典理论出发,对齿谐波无刷励磁发电机的谐波绕组电势进行了分析计算,其结果与空载实验得出的数据完全吻合说明谐波绕组的设计思路是正确的     

MW级永磁同步发电机空载电势正弦畸变率分析

以内置式U型永磁同步发电机为例,针对永磁同步发电机电势畸变率较高的问题,分析其原因,同时提出转子非均匀气隙方法与定子斜槽方法。通过有限元的方法进行仿真实验,将转子采用均匀气息与非均匀气隙下的空载电势、气隙磁密与齿槽转矩进行对比分析,得出转子采用非均匀气隙后对电动势畸变率的影响;提出3D模型的2D分段法来提高有限元2D仿真准确度,同时得出不同定子斜槽对齿谐的抑制效果,并得出齿槽转矩在不同斜槽下的波形图及幅值表,获得空载相电势波形的局部放大图,并得出最佳的定子斜槽。在采用优化气隙及斜槽后,电压畸变率由7.32%降为4.8%,满足设计要求。     

谐波励磁凸极同步发电机的气隙磁场计算——考虑谐波绕组磁势

本文在“凸极同步发电机气隙磁场计算”一文基础上,利用整流负载同步发电机理论,分析谐波励磁凸极同步发电机气隙磁场(考虑谐波绕组磁势影响)的计算。重点分析谐波绕组磁势(幅值,相位)及谐波绕组的主电抗。并对谐励凸极同步发电机120KW、75KW及125KW的气隙磁场及整流桥输出的平均直流电压进行了计算,与试验数值的偏差很小。     

新型单绕组多相无轴承电机

根据电机的悬浮原理提出了一种单绕组多相无轴承电机模型，通过一台多相变频器在单套多相绕组中通入２组电流来实现单绕组多相电机的无轴承运行.以单绕组六相感应电机为例，分析了单绕组多相无轴承电机的悬浮原理和绕组结构等问题.利用改进的绕组函数法来计算偏心状态下电机的电感，并采用虚位移法计算考虑偏心的径向力解析模型，利用有限元法验证了该解析模型的正确性.通过建立多相无轴承电机的数学模型，对单绕组多相无轴承电机的磁场定向控制进行了仿真，结果表明该电机能够实现稳定的悬浮和获得良好的调速性能.     

汽轮发电机电磁场有限元分析应用

应用有限元计算方法实现汽轮发电机电磁场分析,可以直接观看电机磁力线和磁密分布情况,结合图表处理得到磁密波形、电压波形及空载特性曲线,对电压波形进行谐波分析,提取基波和谐波,从而方便地算出波形畸变率、电话谐波因数．以一台65MW汽轮发电机作为实例,对有限元计算结果及样机试验数据对比分析,验证了有限元计算结果的准确性,为汽轮发电机设计引入有限元计算方法提供了有价值的参考．     

三相步进电动机PWM驱动器设计

为了使步进电动机获得良好的运行性能，须针对不同种类的步进电动机设计相应的驱动器。对于70BF2-3型步进电动机，将步进电动机驱动技术与PWM控制相结合，设计了三相步进电动机PWM驱动器，对A，B，C三相绕组提供的电源电压即为PWM平均电压。当CP脉冲为高频时，各相绕相平均电压和平均电流随之增大，输出转矩相应增大，有效提高了步进电动机的高频运行特性；当CP脉冲为低频时，各相绕组平均电压和平均电流较低，电动机磁场储能较少，一定程度上克服了共振现象。结果表明，基于PWM技术的三相步进电动机驱动器线路简单且性能良好。     

家用电源变压器绕组匝间短路故障诊断

匝间短路是变压器最主要故障形式之一,绕组一旦出现此故障,最终会引起变压器的损坏.目前的仪器一般通过波形的对比、阻值的变化等进行判断,对轻微的或只有少数匝绕组有短路的情况只能束手无策.此时,可以通过对短路时变压器的电阻、电流分析,以及对变压器的漏磁场、短路时的电动力、短路时的温度等主面进行诊断,从而对变压器绕组进行有效筛选.     

一种轴向电磁轴承的结构优化与有限元分析

给定转子推力盘直径和转子芯轴直径,设计一种传统结构的轴向电磁轴承。保持定子内孔与转轴之间的径向漏磁气隙不变,采用有限元软件仿真定子线槽结构参数对轴向电磁轴承的磁场分布及承载力的影响,并从磁路理论角度对结果进行误差分析。在承载力最大的线槽结构参数下,只改变芯轴直径,仿真分析径向漏磁气隙对轴向电磁轴承的磁场分布及承载力的影响。研究结果表明:随着定子线槽轴向长度与径向长度比(长宽比)的增加,承载力先增大后减小;当长宽比为5~10时,漏磁不是最小,但承载力较大且基本不受长宽比变化的影响,最大电磁力为理论电磁力的88.7%;随着径向漏磁气隙与轴向气隙比(气隙比)的增加,承载力增加,但增量越来越小,当气隙比为13.3时,仿真电磁力达到理论电磁力的97.0%,当气隙比大于13.3后,承载力随气隙比的增加非常有限。     

低速高扭矩永磁直流电机的设计及参数解析计算

设计出汽车电动千斤顶需要的一种低速高扭矩永磁直流电机。本文根据此电机的特点和使用的工况,分别对电机的永磁材料、气隙磁密波形、电枢绕组和电路形式、转子结构、定子结构进行选择和确定,并利用分离变量法求解永磁电机绕组的电枢反应磁场、绕组的自感互感、电机负载气隙磁场、绕组电流和电磁转矩,从而得出该电机的参数表。     

时变非线性涡流场的一种分析方法

变压器在过激磁情况下运行,由于磁场高度饱和及非线性,使磁场和电流的计算十分复杂,而且在激励源是电压源时,传统的解法不能适用。本文考虑到电压激励源作用,应用场、路结合来计算磁场和电流的时空分布,以时间周期性作为约束条件,进行有限元数值求解,新方法对单相变压器空载运行时的磁场和电流的计算结果,与实验测得电流大小和波形作了对比,证明比传统的有限元法具有减少运行计算时间和提高计算精度等显著优点。     

永磁同步电动机气隙磁场分析

永磁同步电动机设计计算的关键是其铁耗的计算,铁耗计算的基础是对该种电动机永磁磁密的分布规律有一个正确的认识。本文采用解析方法和电磁场的数值计算方法对永磁同步电动机的气隙磁场进行分析,并与感应电机进行对比研究,以获得该种电动机气隙磁密的规律性的认识,为永磁同步电动机的铁耗计算做准备。     

直流偏磁对换流变压器励磁电流的影响

直流偏磁是换流变压器的一种非正常工作状态，是指在变压器励磁电流中出现直流分量，它使励磁电流显著增大及波形严重畸变，使变压器铁心在正、负两个半周内饱和程度不一致，即使铁心磁化曲线不对称，使铁心出现周期性的饱和.针对上述情况，提出了一种在直流偏磁情况下研究变压器空载的二维瞬态场路直接耦合有限元分析方法，分析了在不同直流偏磁情况下，变压器空载状态下的铁心磁感应强度、励磁电流情况.结果表明，随着变压器直流电流的增加，变压器铁心饱和度愈高、励磁电流畸变愈严重.     

飞轮储能用高速永磁电机转子的涡流损耗

为了减小高速永磁电机中由定子电流的时间谐波、定子磁动势的空间谐波以及定子槽开口造成的气隙磁导变化引起的转子涡流损耗,提高电机的效率,采用ANSOFT有限元软件分析了高速永磁电机中气隙磁场和定子电流.研究了槽开口大小以及气隙长度对转子涡流损耗的影响,分析了利用涡流磁场的屏蔽作用,提出在永磁体外增加一薄层非导磁金属屏蔽环来减小转子铁心、永磁体和护套损耗的机理和有效性,以及屏蔽环的电导率和厚度对转子涡流损耗的影响.结果表明：在合理选取槽开口大小、气隙长度和非导磁金属屏蔽环电导率和厚度的情况下,添加非导磁金属屏蔽环可以有效地减小转子涡流损耗.