非晶合金永磁电机负载损耗及效率特性分析

为了研究采用非晶合金材料代替硅钢片材料制作铁心后,永磁电机在负载运行时的损耗与效率的变化规律,研制了两台相同结构尺寸参数的非晶合金永磁电机和硅钢片永磁电机。利用实验方法测试了两台电机在相同运行工况下的损耗与效率特性,并借助有限元方法对两台电机不同负载率时的损耗进行了对比分析。结果显示,轻载时,非晶合金永磁电机定子铁心损耗低于硅钢片电机,效率优势明显;但随着负载率的增加,非晶合金电机定子铁心饱和严重,导致绕组磁动势波形畸变,由绕组磁动势谐波引起的损耗高于硅钢片电机,非晶合金电机效率优势随负载率的增加逐渐减小。     

变频器供电载波引起的非晶电机谐波损耗的实验研究

为了研究变频器供电情况下,由载波引起的非晶合金永磁电机的谐波损耗特性,测试了非晶合金电机和同结构参数的硅钢片电机的谐波损耗,并基于实测数据利用有限元对比分析了两台电机谐波损耗的分布规律。结果显示,变频器供电情况下非晶合金电机定子绕组中由载波引起的谐波电流含量高于硅钢片电机,由此导致非晶合金电机谐波损耗高于硅钢片电机,该谐波损耗的主要分量为永磁体中的涡流损耗,采用永磁体轴向分段手段可有效抑制非晶合金电机的谐波损耗。     

非晶合金电机空载铁耗研究

为了体现非晶合金低损耗性能的优越性,对1台15 k W、1 000 Hz电机进行空载铁耗仿真计算分析。电机定子铁心为非晶合金材料,定子铁心采用浸漆、固化加工工艺。电机空载铁耗的计算主要包括非晶定子基本铁耗的分离以及空载杂散损耗的计算,得出了非晶合金电机杂散损耗是基本铁耗的6.03倍;并与定子为50DW310时进行对比,得出空载运行时,非晶合金空载铁耗约为硅钢片50DW310的18.82%,电机的效率可以提高3.48个百分点。     

非晶合金铁心叠片导热系数测试与电机热分析

为了研究定子铁心采用非晶合金材料对永磁电机温度分布的影响,首先基于无限大平板层法对两种叠压系数非晶合金铁心试样轴向叠片的导热系数进行测试;然后利用电磁场软件对两台定子铁心分别采用非晶合金材料和硅钢片材料、其余结构尺寸完全相同的1.6 k W永磁同步电机的损耗进行计算,在此基础上对两台电机的三维温度场进行仿真分析,并对比分析了硅钢片电机和非晶合金电机的温度分布规律;最后对这两台电机进行了温升试验,并将试验数据与计算结果进行对比,验证了分析、计算的有效性。     

非晶合金铁心变压器的特点分析

非晶合金应用于电力变压器,将会成为一种能够大幅度降低变压器空载损耗的节能材料,介绍了非晶合金材料的优缺点,并对非晶合金铁心变压器与硅钢片铁心变压器的性能进行了分析比较,为研制非晶合金铁心变压器提供了参考。     

轴向磁通非晶合金永磁电机空载铁耗的解析计算方法

非晶合金材料具有出色的低损耗特性,利用非晶合金替代硅钢片制作轴向磁通永磁电机铁心可有效降低电机铁心损耗,但替代后的非晶合金电机的损耗结构也将发生改变。在电机初始设计阶段,快速准确计算出电机的空载铁耗是轴向磁通非晶合金电机设计及优化的关键。该文针对3D时步有限元计算耗时长的问题,改进现有多环等效模型计算方法,推导了气隙磁密、定子铁心损耗和永磁体涡流损耗的解析解,构建了空载铁耗的解析计算模型。利用3D有限元对解析模型计算值进行了验证,结果显示解析计算模型计算误差仅为9.42%。利用该解析模型分析槽口和气隙长度对空载铁耗的影响,结果显示采用减小槽口宽度降低空载铁耗的效果更为明显。     

用非晶合金制造铁心的配电变压器

1 前言 非晶合金的磁性能将使变压器铁心空载损耗比现在通用的变压器的损耗降低三分之二。如果用非晶合金制造铁心的变压器取代全部现有硅钢片铁心变压器,每年将节省铁心损耗所消耗的几十亿千瓦小时电能,全国将节省极为可观的能源。制造非晶合金的工序仅仅由一个工序完成,即由液体金属喷射到衬底上而成。制造非晶合金材料的成本可能低于其他铁心硅钢片制造成本。 在美国为了解决采用非晶合金材料制造配电变压器铁心的难题经历了不寻常的过程。在     

基于裂比的非晶合金永磁电机设计技术

非晶合金材料电磁性能优异,应用于电机领域能显著降低电机铁心损耗,提高电机效率。针对非晶合金材料的特点,基于永磁电机基本设计理论,推导了非晶合金电机铜耗与铁心损耗的解析表达式。基于非晶合金永磁电机损耗的解析表达式对非晶合金永磁电机裂比(定子内外径之比)、磁密比值(气隙磁密与铁心磁密之比)的设计进行了研究,得出了非晶合金永磁电机裂比、磁密比值的设计规律。在对非晶合金永磁电机设计规律研究的基础上完成了一台非晶合金永磁电机的设计并进行了试验。所做的研究对非晶合金电机的设计及优化具有一定的参考价值。     

非晶合金铁心变压器的应用

前言非晶合金铁心变压器（简称非晶变）已在黑龙江省农电系统制造成功,并已有数10台非晶变投入使用,经控网运行10个月后,运行良好,收到了预期节能效果。非晶变是用非晶态合金材料替代硅钢片,做变压器的铁心。具有很低的单位铁损。较高的电阻率、片厚为0．03mm左右、变压器的铁心结构为卷铁心,所以它的空载损耗、空载电流大幅度降低。黑龙江省制造的SH8、SHllH种档次的非晶变,其空载损耗和空载电流分别比S7、S9系列降低了75％和50％左右,负载损耗相等,详见表三,表人1电力变压器导磁材料的应用状况我国从50年代起迄今为止,对降…     

变频供电条件下异步电机空载磁场及损耗分布特点

以一台空间矢量脉宽调制(SVPWM)供电的5.5 k W异步电机为例,利用时步有限元法分析不同载波频率和调制比下电机定转子铁心磁密变化规律及其对损耗密度分布的影响。结果表明,变频供电时,定转子铁心磁密谐波主要集中在定子齿顶区域,随载波频率增加,电机总铁耗下降,但总体变化较小;调制比增加导致变频器输出电压谐波含量降低,电机内部定子铁心谐波损耗密度减小,电机总损耗随调制比增加而降低。对不同载波频率和调制比空载运行状态进行试验对比,验证了分析的正确性。     

时间谐波对电机空载铁心损耗的影响

针对变频电机杂散损耗难于计算的问题,分析了在变频器供电下时间谐波对电机空载铁心损耗的影响,给电机设计人员提供一定的参考.     

PWM逆变器供电引起的轴向磁通非晶电机谐波损耗的解析计算

非晶合金材料具有出色的低损耗特性,适于用作高频电机的铁心,但PWM逆变器供电会导致高频电机谐波损耗严重增加。在电机初始设计阶段,快速准确计算出谐波损耗是轴向磁通非晶合金永磁电机设计及优化的关键。针对3D时步有限元计算耗时长的问题,改进现有多环等效模型的计算方法,推导了考虑PWM逆变器供电高次谐波电流影响的气隙磁通密度解析计算方法,并在此基础上推导了定子铁心损耗及考虑涡流反作用影响的转子涡流损耗的解析计算方法。将谐波损耗的解析计算值与样机实验值以及3D有限元计算值进行对比,结果显示谐波损耗的平均计算误差仅为9.69%,解析模型具有较高的计算精度。     

我国非晶合金变压器技术调研分析报告

非晶合金铁心变压器是用新型导磁材料——非晶合金制作铁心而成的变压器,它比硅钢片作铁心变压器的空载损耗下降75%左右,空载电流下降     

不同供电方式对非晶合金永磁同步电机铁耗的影响

为研究不同供电方式(包括正弦波电源供电、直接转矩控制和矢量控制)时的非晶合金永磁同步电机铁耗的大小与分布规律,首先测试了不同频率下非晶合金环形叠压铁心的损耗曲线。然后,以一台8极、36槽表面式非晶电机为例,将定子铁心划分为轭部、齿根、齿身和齿顶四个区域,运用时步有限元法,研究了不同供电方式对空载不同区域的铁耗分布影响情况。并对空载的转子损耗分布规律进行了研究。结果显示:两种供电方式下,定子铁耗主要集中在齿身和轭部区域,都占定子总铁耗的37%以上,齿根区域其次,而由于齿顶区域铁心体积小,其铁耗在四个区域中的比重最小,只占6%以下;就总定子铁耗而言,直接转矩控制相对于矢量控制增加了24.7%。相应于矢量控制,直接转矩控制转子铁心损耗增加了36.7%,永磁体涡流损耗增加7.8%。最后经过与试验值对比,验证了铁耗计算的有效性。     

PWM逆变器供电下非晶永磁电机的损耗分析

为了研究PWM逆变器供电情况下,非晶永磁电机损耗的分布规律,本文分析了考虑加工影响的非晶电机定子铁心损耗的计算方法以及考虑磁导谐波、磁动势谐波和载波谐波的永磁体涡流损耗分离方法。利用有限元方法分析了一台表贴式非晶永磁电机在PWM逆变器供电情况下的损耗分布规律。结果显示,由载波谐波引起的损耗是该电机最主要的损耗分量,约占总损耗的66.0%。     

变频器驱动下异步电机铁心损耗的研究

本文介绍了一种计算变频器驱动下异步电机铁心损耗的方法。该方法在分立铁耗模型的基础上,结合贝塞尔函数,推导出了变频器供电下异步电机铁耗的计算模型。在考虑变频器参数对铁心损耗的影响的情况下,建立了变频器供电时和标准正弦供电时铁心损耗的数量关系。分析了变频器供电时电机铁心损耗与变频器调制比和载波比的变化关系。并针对一台4500kW变频电机铁心损耗进行了计算分析。     

时间谐波对永磁同步电机损耗的影响规律

为了减小永磁同步电机中由电流时间谐波引起的损耗,以一台4.2k W、8极表面式永磁电机为例,采用时步有限元法,分析了空载变频器供电时电机各部位附加损耗的分布规律;研究了不同变频器参数(包括调制比a和开关频率fc)、气隙长度δ和转子磁路结构(包括内置式和表面式)时电机各部位附加损耗的变化规律;最后,对三台样机进行实验,以验证不同变频器参数对附加损耗的影响规律。结果显示:变频器供电时,附加损耗主要集中在永磁体上,定子铁心其次,转子铁心比重最小;fc3k Hz时,每增加1k Hz,附加损耗平均降低20.7%,fc3k Hz时,每增加1k Hz,附加损耗平均降低6.5%;a每增加0.1,附加损耗平均降低18.7%;δ每增加0.1mm,附加损耗平均降低5.4%;内置式结构转子铁心附加损耗比重比表面式大,而永磁体附加损耗比重较小。     

永磁同步电动机定子铁心采用非晶与硅钢的性能对比

非晶合金具有高磁导率、低矫顽力、低损耗的优势,将其应用于电磁装置以提升性能成为当前的研究热点。针对非晶材料在高速电机中的效率提升已有许多研究,为研究较低转速下非晶材料对电机性能的影响,制作了两台电动汽车转向泵用1.5 kW永磁同步电动机,其中一台的定子铁心采用非晶材料,另一台采用普通硅钢材料。采用电磁场有限元法求解了两台电机在低速下的磁场分布、定子铁心损耗分布和效率。计算结果表明,非晶材料同样能够提升低速电机性能。然后在不同供电频率下进行了计算,结果表明:频率越高,非晶电机的效率高于硅钢电机越多。搭建了实验平台,测试结果表明,在100 Hz、1200 r/min时非晶合金电机效率比硅钢电机高1.4%,与仿真结果一致。     

非晶合金变压器铁心材料的安装优化设计

在输配电网中所使用的配电变压器多为冷轧取向硅钢片铁心励磁变压器,但在使用过程中经常发生较大待机功耗.非晶合金励磁配电变压器主要采用非晶态合金铁心材料作为非晶合金铁心励磁变压器的材料,与市场上采用硅钢片合金铁心制造的励磁配电变压器相比,其产生的空载励磁损耗大为降低.本文通过改选SBH15-315/10型变压器的线圈匝数和铁心重量,从非晶合金配电变压器的安装工艺出发,设计改进了传统变压器的安装技术,减少了铁心损耗,提高了工作效率.     

永磁同步电动机空载铁耗研究

从产生根源出发,对永磁同步电动机空载铁耗进行细致分类。在此基础上,利用有限元法和Bertotti铁耗计算模型,以一台5 k W、3 000 r/min永磁同步电机为例,对正弦波供电永磁同步电动机的空载铁耗分布特性进行分析计算,得到基本铁耗与空载杂散损耗的比例关系以及不同因素所引起的空载杂散损耗分布规律。进而,研究了变频器供电空载电流时间谐波引起的谐波损耗,分析了不同极槽配合对变频器供电永磁同步电机的谐波损耗影响规律。最后,通过多台样机的空载铁耗试验,验证了计算的正确性。