削弱永磁风力发电机电势谐波的极宽调制方法

为削弱永磁风力发电机电势谐波的影响,提出一种极宽调制方法,通过优化发电机结构,提高气隙磁场的正弦化程度来改善发电机电势波形的质量.用ANSOFT软件分别对传统贴面式永磁发电机和新型极宽调制式永磁发电机进行有限元分析,研制了两种转子结构的永磁风力发电机样机,并构建电势波形检测系统进行实验研究.通过实验分析表明,有限元分析结果与样机实验结果一致,极宽调制永磁风力发电机能明显削弱电势谐波,从而证明了利用极宽调制方法削弱永磁风力发电机电势谐波是有效和可行的.     

机器人用外转子直驱永磁电机不同极槽配合的性能分析

为了实现机器人微型化和节能的目标,高性能的直驱永磁电机成为机器人驱动系统的首选。对直驱永磁电机集中绕组的绕组因数解析式和极槽配合方式的选取原理进行分析。根据机器人用电机的技术要求,利用绕组因数解析式和极槽配合方式约束条件选择符合要求的组合,对比分析不同极槽配合方式下各次谐波绕组因数和幅值,得到谐波因数较好的几组极槽配合方式。在相同的结构尺寸和材料下,建立有限元仿真模型,解析空载状态下的气隙磁密和反电势,对比分析不同负载下的电磁转矩及其波动以及效率等电机性能,得到不同极槽配合方式对电机设计及其性能的影响。所得结果为外转子直驱永磁电机的进一步优化和机器人直驱控制系统的研究提供了重要的参考依据。     

异步电动机的谐波附加转矩

谐波磁势使异步电动机中产生谐波附加转矩，并对电机有一定的影响，本文对此加以论述，为定转子的槽配合提供了依据。     

不平衡电压下双馈发电机陷波滤波改进型矢量控制

通过建立双馈风力发电机在电网电压不平衡条件下的数学模型,对电压不平衡时双馈电机的功率、转子及网侧变频器电流瞬时值进行了分析,得出发电机在不平衡电压下定、转子及网侧电流会出现脉动,且风力发电机电流谐波分量较大,传统的矢量控制方法无法有效地抑制这些脉动和谐波.在风力发电机普遍不具备负序控制能力的前提下,提出了陷波滤波改进型矢量控制策略,并进行了仿真验证.结果表明,该陷波滤波改进型矢量控制策略能有效抑制电网电压不平衡引起的直流母线电压与转子电流的脉动,且有效降低了双馈风力发电机在不平衡电压下的谐波含量,提高了双馈风力机在系统电压不平衡时的稳定运行能力.     

异步电动机谐波转矩分析

本文从电机基础理论出发,分析异步电机气隙中的谐波磁场,确定谐波磁场引起的异步与同步附加转矩使异步电机的M=f(s)曲线产生下凹的位置,说明电机设计中应避免的定转子槽配合的源由。     

基于变频器容量的永磁同步风力发电机最大功率控制的研究

介绍了永磁同步风力发电系统的基本结构,论述了风力发电系统中风机最大风能捕获的基本原理,并提出一种采用永磁同步电机作风力发电机实现最大功率输出的控制系统.通过建立考虑铜耗和铁耗的电机损耗模型,获得了电机损耗与定子电流之间的关系.在此基础上提出永磁同步电机最佳效率控制,并将其应用于永磁同步风力发电系统中.使风力发电机按照最大功率点跟踪方式运行时,电机损耗最小;在充分利用变频器容量的前提下,实现风力发电机最大功率输出,从而得到永磁同步风力发电机最优定子电流矢量控制.仿真结果证明了该控制算法的有效性和实用性.     

低噪声感应电动机槽配合的研究

从感应电机电磁噪声产生的机理出发,对比了影响电磁噪声重要因素之一的槽配合的几种方案,采用谐波分析和有限元仿真对气隙磁密和电磁力谐波进行了分析,并运用该方法对某电机对比分析,得出的结论具有一致性.     

一种新型方波永磁风力发电机

本文提出了一种新型方波永磁风力发电机,介绍了电机的设计特点,并与正弦波永磁风力发电机做了对比研究。     

一种新型方波风力发电机

对于变速风力发电机来说,要得到频率恒定的交流电,采用交—直—交变频系统比较合适。本文介绍了一种最为适合于配合变流器工作的新型交流电机。该种电机发出的电压和电流不是正弦形而是方波。在使用相同的有效材料(铜和铁)的情况下,该种电机在理论上可比同容量的按传统方法设计的同步电机提高出力10％以上。此外,方波电压同正弦波电压相比,整流后直流电压脉动小,因而所需要的平波电抗器可大大减小。本文对方波电机的运行原理和工作特性作了分析,并给出了试验样机及一台15KW方波风力发电机的实测结果。     

双馈感应发电机定子绕组匝间短路时电磁特征

双馈感应发电机逐渐成为风力发电机的主流机型,其容量越来越大。绕组匝间短路是双馈感应发电机常见的故障之一,为了研究电机定子匝间短路故障时的电磁特征,基于有限元和多回路理论建立了电机的数学模型;采用该模型计算了一台5.5 k W感应电机定子绕组匝间短路时的定转子电流以及电磁场,得到了电机正常与故障两种情况下的磁场分布以及定转子电流的波形。通过对比分析健康电机与故障电机的磁场以及定转子电流,得出了双馈感应发电机定子绕组匝间短路时的故障特征:定子绕组匝间短路使得气隙磁场中出现了分数次以及偶数次谐波,定子三相电流不再对称,三相电流的幅值均有增加,故障所在相的电流增幅最大,且故障相与其超前相的相位角随着故障程度加深而变大且大于120°。     

FDTD法对金属腔体孔缝耦合的数值计算

文章利用时域有限差分方法给出了电磁脉冲耦合进入金属腔体的仿真,分别对微波脉冲与单层屏蔽腔和双层屏蔽腔的耦合过程进行了数值计算;结果表明距离孔缝越远,场强衰减越厉害,对电子系统的干扰越小;且双层屏蔽腔的屏蔽效果明显优于单层屏蔽腔,通过前者耦合进入的场峰值要比后者小12 dB。以上结论对电子系统的电磁兼容、干扰以及防护都有实际的指导意义。     

基于多向电磁力的永磁同步电机电磁噪声分析

针对电机电磁噪声分析中主要关注径向电磁力而忽略电磁力分量,造成分析精度不准确的问题,对某8极24槽车用永磁同步驱动电机进行电磁仿真分析,得到电机磁场以及电磁力分布. 在电机定子模型上分别单独加载径向电磁力和综合加载径向、切向及轴向三向电磁力,对比分析电磁噪声. 采用边界元法计算电机电磁噪声,通过试验验证仿真分析的准确性. 建立电机参数化结构模型,分析不同定子槽口宽度和磁体圆角半径对径向和切向电磁力以及电磁噪声的影响. 结果表明,切向电磁力对电磁噪声有一定程度的影响,且加载径向、切向及轴向电磁力的电机定子模型更加真实可靠;合理减小定子槽宽和磁铁圆角半径可以有效降低电机电磁噪声.     

一种特殊绕线型转子槽漏感和谐波漏感的计算

根据槽漏感和谐波漏感的基本概念,提出精确计算特殊结构绕线型转子槽漏感和谐波漏感的方法,并利用C语言编程和谐波分析程序,以一种54槽特殊转子为例,计算其电感参数.     

外转子无刷直流电机电磁场的数值计算

定转子的结构、齿槽影响着电机的反电势波形、气隙磁密等,进而也影响电机运行性能。采用有限元法对外转子无刷直流电动机的电磁场进行数值计算,分析了斜槽与反电势波形的关系,提出了采用运动气隙边界法处理定转子相对运动的方法,并且考虑到了定子斜槽的影响。     

屏蔽系统HPM效应的拓扑图分析与防护加固

提出了一种屏蔽计算机系统的高功率微波效应拓扑图分析方法。实现了屏蔽系统的电磁拓扑图,分析了HPM的孔缝耦合进入腔体的极化规律,用扩展BLT方程分析了线缆在HPM辐照下能量进入屏蔽系统的规律;强调了在屏蔽电子系统HPM效应拓扑图的研究中,HPM的频率和极化是表示屏蔽系数的两个重要的效应参数,最终用以这两个参数为变量的矩阵表示了系统HPM效应拓扑图,用最短路径算法求解该矩阵,可求得从源点到终点总屏蔽系数小于一定值,需要加固的电磁耦合路径。     

永磁同步电动机的磁场参数和性能计算

本文利用有限元法计算出了稀土永磁同步电动机的磁场,并对磁场进行了谐波分析,从而求出了电机的参数和性能。在参数计算中,采用了对应于额定运行工况下的磁导率求取电枢反应磁场的方法,从而使求出的电枢反应电抗直接考虑了饱和的影响;在性能计算中,利用求磁场的方法直接求出电枢绕组的磁链,然后根据同步电机的派克理论,直接求出电磁功率。同时利用对电枢磁势与d轴夹角的迭代,求出功率角,从而求出了永磁同步电动机的功角特性。最后对一台研制的3千瓦钕铁硼永磁同步电动机进行了计算和试验。     

谐变电磁场的拉格朗日函数及其变分问题

从电磁场的拉格朗日函娄出发，利用傅里叶变换，得到了谐变电磁场变分问题的统一理论，并由此推导出经典电磁场理论的结果。     

发电机单相短路时电磁转矩谐波特性分析

为研究发电机单相短路时电磁转矩的变化特征,以一台核电机组为例,采用场-路耦合法,建立了仿真模型。通过对机组单机带额定负载运行时单相短路仿真,得到了故障前后气隙磁场以及电磁转矩的变化特征,指出故障后电磁转矩直流分量减小,同时产生了偶数次谐波分量。     

有限元法在表面波等离子体中的数值模拟应用

工业用平板型表面波等离子体（SWP）源具有大面积、高密度、高活性等优良性能,其建造之前必须进行结构优化,而对表面电磁波的数值模拟,可以辅助其优化设计。基于有限元法（FEM）,采用AnsoftHFSS模拟软件,数值仿真了大面积矩形SWP源的电磁场空间分布。研究了开槽天线激发表面波场的特性,得出了表面波场的空间分布,与理论分析和实验结果进行了对比,解释了表面波放电的实验现象。研究结果表明在石英-等离子体界面有表面电磁波存在,且分布均匀。研究成果为大面积高效等离子体工艺的产业应用提供建议,也为下一代超大面积SWP源的成功建造提供了有益借鉴。     

Slot microstrip antenna with harmonic control

With the introduction of the circularly symmetrical slot near the coaxial feed location of the square microstrip antenna patch, harmonic suppression performance can be realized in the antenna. Effectiveness of the circularly symmetrical slot for harmonic suppression is studied. Experimental results show that application of the circularly symmetrical slot near the coaxial feed location of the microstrip antenna patch can remarkably suppress the harmonic frequencies. Measured radiation patterns indicate that the forward radiation is suppressed by more than 20～25dB at the second and the third harmonic frequencies compared with the reference antenna, while both the forward radiation gain and the backward radiation at the fundamental mode resonant frequency remains basically unchanged.