双鼠笼铸铝转子异步电动机的准确等效电路

1引言双鼠笼铸铝转子异步电动机广泛地应用于起动电流受限制,但要求有高起动转矩的场合。目前对于双鼠笼铸铝转子电机的计算,其结果特别是机械特性的计算往往与实际的实验结果有差距。一般设计和计算双笼转子电机的通常方法都假设在转子槽中仅放置上、下笼条,不考虑有物体填充在它们之间的缝隙内。实际上由于转子笼条是用铝或铝合金浇铸而成,不仅转子的上下笼槽内铸满了铝,而且     

考虑实心体涡流影响的笼型实心转子电机起动工况导条电流分布的解析计算

笼型实心转子感应电机实心体与导条感应电流相互耦合,尤其是两极电机起动时,实心体涡流对导条电流分布产生很大影响,使导条电流密度由槽口至槽底呈现先减小后增大的不对称U型分布.传统计算方法会导致转子参数计算误差较大,严重影响电机设计的准确性.该文建立考虑磁场饱和效应的二维多层电磁场解析模型,求解两极笼型实心转子感应电机起动工况下的磁场分布.在此基础上,计及转子铁心轭部感应电流影响,建立转子导条电流解析计算模型,并求解电机在起动运行时笼型导条电流密度的分布.最后,通过与有限元仿真结果对比,验证不同电压下起动时,所求解的导条电流密度分布规律的准确性.结果表明所提出的计算方法适用于包括两极电机在内的各种极数笼型实心转子感应电机,为该类电机起动参数及性能的准确计算提供了参考.     

实心笼型异步电机转子涡流分析与计算

使用ANSYS软件建立实心笼型异步电机二维有限元模型，分析考虑磁路饱和情况下电机起动时转子中涡流的分布情况，计算转子笼条和实心体中的涡流损耗。通过场分析方法对该种电机进行研究，为电机参数的计算、结构的改进及控制系统的设计提供可靠依据。     

端电压调速时电机内电磁场与温度场计算

以一台笼型感应电机为例,采用有限单元法对电机端电压调速时电机的二维电磁场进行了数值计算;从而得到不同电压时定子绕组的基本铜耗、转子导条损耗。基于一系列假设条件和边界条件,建立笼型感应电动机定转子耦合温度场数学模型以及二维有限元计算模型,给出了其相应混合边值问题的泛函和条件变分。在电磁计算分析的基础上,计算了端电压调速时电机在额定负载运行情况下定、转子二维稳态温度场,分析了端电压调速时电机定子绕组和转子温度场的影响,为端电压调速时电机的温度分布的评估提供了理论依据和计算方法,具有工程实际意义。     

深槽式笼型转子无刷双馈电机的仿真分析

针对笼型转子无刷双馈电机转子磁场调制能力差、电机效率低特点,利用Ansofi软件对一种新型深槽式笼型转子无刷双馈电机进行建模仿真,得出电机磁力线分布图,气隙磁通密度波形,再利用MATLAB软件计算出气隙磁通谐波含量,与具有较好磁场调制能力的凸极加导条转子无刷双馈电机的仿真结果进行分析对比,得出深槽式笼型转子结构简单可靠...     

鼠笼型异步电动机转子笼条和端环起动温升的计算

电动机转子绕组的起动温升是在进行电机设计时的一个重要参数.本文介绍鼠笼型异步电动机转子笼条和端环起动温升的计算方法.     

不同转子结构对复合笼条转子感应电动机性能的影响

针对复合笼条转子感应电动机运行性能稍差的弱点,提出3种不同转子结构的复合笼条转子感应电动机,并对不同转子结构的磁场进行分析,计算3种转子结构复合笼条转子感应电动机的起动性能和转子槽漏感,对转子导条电流与转子导条损耗进行分析,此外还分析3种转子结构复合笼条转子感应电动机的运行性能。通过起动与运行性能计算结果与实测结果的对比分析,说明了计算结果满足工程实际的需要,分析结果表明转子采用复合导条与铸铝导条交替式的复合笼条转子感应电动机比转子全部为复合导条的复合笼条转子感应电动机的效率和功率因数有较大幅度提高,为电机优化设计提供参考依据。     

转子槽形及材料对复合笼条转子感应电动机运行性能的影响

针对实心转子感应电动机运行性能相对较差这一问题,提出了在转子槽上下层采用两种不同材料的复合笼条转子感应电动机设计方法,其中上层采用导电导磁的合金材料.基于二维正弦时变场计算电机的运行性能,通过改变转子笼条形状和材料的特性,研究使用导电导磁材料和导电不导磁材料对转子槽和齿部磁场的分布及电机性能的影响,并对不同负载运行情况进行了计算.根据计算结果与实测结果的对比分析后表明,转子槽形及材料特性对电机磁场分布和运行性能有一定的影响,为电机优化设计提供参考依据.     

异步电动机转子断条故障运行时定转子温度场数值计算与分析

针对传统的单一求解电机定子温度场或转子温度场强加边界条件难以确定的问题,建立了笼型异步电动机转子有无断条故障运行情况下的定、转子全域温度场二维数学模型和温度场二维有限元计算模型。分别计算了额定负载情况下,转子正常和转子一根断条以及转子相邻两根断条时的定、转子全域稳态温度场。实验结果验证了三种情况下该电机温度场计算模型的合理性和计算结果的正确性。比较了三种情况下电机的温升分布,分析了电机转子断条根数对电机温度场的影响。温度场计算模型可以应用到其他无轴向通风冷却异步电动机转子正常或转子断条故障时的温度场计算与分析,并且可以从电机温度场变化的角度为电机断条故障提供诊断依据。     

等距笼型转子无刷双馈电机的有限元分析

针对笼型无刷双馈电机的效率较低的问题进行研究,电机效率与转子磁场极数转换效率和转子漏阻抗参数相关,对转子结构进行优化设计是提高电机性能的根本途径。在分析现有笼型转子的特性基础上,提出等距笼型的新转子结构。新转子具有公共端环和独立叠式转子导体回路,每个转子导体回路的节距相等。利用ANSYS软件对不同笼型转子结构的磁场进行有限元分析,计算出转子磁动势谐波含量和转子漏阻抗参数。结果表明,新转子结构无刷双馈电机的转子电阻和漏电抗小,与定子功率绕组和控制绕组极数相对应的转子谐波磁场含量高,其他高次谐波磁场含量低。     

逆变器馈电笼型异步电动机新等效电路的研究

逆变器供电的笼型异步电动机运行,要受到饱和度和高次谐波引起的附加损耗影响,效率低下。通常稳态运行时,允许忽略饱和的影响,而高次谐波下定子铁芯中的涡流和转子电枢的集肤效应所引起的损耗却特别重要,本文的讨论,既考虑了定子铁芯中的涡流,又考虑了转子中集肤效应影响,在足够精度下,获得了电动机在非正弦电流电压下有效的新等效电路。使用这种新约等效电路,很方便地计算出电动机参数和运行特性。     

复合转子屏蔽电动机运行特性及电磁参数研究

以复合转子双绕组的屏蔽电机样机为例,建立了其数学模型,并利用二维时谐场有限元法计算了电机在起动、额定负载两种不同工况下的主要性能参数指标。利用多回路法计算模型,分析计算了屏蔽电机的负载起动工况下运行特性,并与时谐场结算结果进行了横向对比。最后提出了复合型转子屏蔽电机的等效电路,针对等效电路难以计算的屏蔽套和实心转子等效阻进行了计算说明。     

永磁同步电机转子涡流损耗优化及温升分析

为解决永磁同步电机转子涡流损耗引起的转子温度高、永磁钢退磁等问题,建立转子涡流损耗解析表达式,分析影响参数,并以3相8极36槽V型IPMSM为例,研究定子槽口宽度、气隙长度、转子偏心距、定子斜槽角度等参数对转子涡流损耗的影响规律,完成最优参数匹配。研究结果表明,优化后的转子结构能够有效削弱电机主气隙磁密的高次谐波,从而减少涡流损耗、降低转子温度,提高电机输出性能。     

磁性槽楔对永磁电机转子损耗及温度场影响

针对实心转子高压永磁电机定子铁心开槽会导致气隙磁导不均匀,气隙中谐波磁场引起电机转子温度升高,影响永磁体的电磁性能的问题,以一台315 k W,6 k V实心转子高压永磁电机为例,建立了样机的二维电磁场时步有限元模型及三维全域流体与固体耦合传热数学模型,给出了求解域及边界条件,通过求解计算模型,将计算数据与实验数据进行了对比,验证了所建模型的正确性。在此基础上研究了槽楔相对磁导率分别为3、5、7、9时对转子表面涡流损耗的影响,分析了磁性槽楔相对磁导率为不同值时电机转子及定子各部分的温度分布,计算结果表明定子槽楔相对磁导率数值的增加,电机的起动转矩降低,转子铁心涡流损耗逐渐减小,电机定子各部分温度先减小后趋于稳定。     

笼型无刷双馈电机转子导条优化设计

针对笼型无刷双馈电机转子设计方法不完善的问题,从分析笼型无刷双馈电机的内部磁场入手,推导了无刷双馈电机在稳态运行时转子电流的解析表达式,利用迭代法在考虑转子电阻的情况下选择最合适的转子导条截面积,为笼型无刷双馈电机的转子设计提供了理论依据。通过有限元仿真,验证了理论推导的正确性。研究结果不仅有助于在设计时快速计算笼型无刷双馈电机转子电流,也有助于优化转子结构设计。     

异步电机斜槽转子三维涡流场计算

本文根据异步电机转子结构的周期性和电磁场变化的规律，提出了一种计算斜槽转子横向电流的三维场模型，这种模型既保持了较高的计算精度，又简化了计算工作量，其求解区域仅为一个齿距，采用有限元法，成功地处理了媒质的各向异性，接触电阻及齿距边界条件，计算了横向电流的分布以及由此引起的附加损耗，附加损耗的计算结果与实测结果相符，精度符合工程要求。     

复合笼条转子感应电动机不同转子材料特性对起动性能的影响

利用电磁场理论和变分法建立了复合笼条转子感应电动机起动时二维电磁场的数学模型，给出了利用有限元法求解正弦时变场的方法。在计算过程中，以定子端电压为约束条件，对定子起动电流进行了迭代计算，得到了额定电压下的起动电流和起动转矩。以此为基础，改变转子槽形，计算转子不同材料时不同转子结构电机的起动性能。通过方案比较，选取合理的转子槽形和材料，进行样机的加工和试验，把计算结果与实测结果进行对比，表明复合笼条转子感应电动机起动性能的计算结果满足工程实际的需要。同时，将计算结果与普通感应电动机起动性能进行比较，证明复合笼条转子感应电动机具有良好的起动性能。     

空压机用高速永磁电机铁心和磁钢损耗的影响因素

高速电机具有电流频率高、定子铁耗和转子涡流损耗大等特点。针对额定功率10 kW、额定转速100 000 r/min空压机用高速永磁电机,对比分析了平行充磁和径向充磁、脉冲振幅调制(PAM)方波驱动和基于SiC的正弦波驱动时对损耗的影响。分析结果表明,平行充磁气隙磁密谐波小,空载定子铁心损耗比径向充磁低约40%;驱动方式对电机损耗尤其是转子损耗影响较大,正弦波驱动时转子损耗几乎可忽略,方波驱动时转子损耗占比可达总损耗的20%。针对方波驱动转子损耗大的问题,在转子表面增加一层铜屏蔽层,分析结果表明可以有效降低转子涡流损耗。对同一台带压缩机负载的高速电机对比测试了2种驱动器控制下的母线输入的有功功率,验证了驱动方式对电机损耗的影响。     

用自适应方法提取鼠笼式异步电机转子断条的特征分量

本文根据自适应滤波的原理,推导出处理鼠笼转子异步电机定子电流的方法。经过仿真计算和对转子有断条的电机定子电流的处理,结果表明:用本方法可以大大提高检测转子断条故障特征分量的灵敏度。