开关磁阻电机绕组气隙建模及最佳气隙宽度确定方法

针对开关磁阻电机定子槽内双绕组间因存在不规则气隙而导致其温度场分析建模困难的问题,提出一种双绕组气隙的改进建模方法。分析了电机双绕组间气隙总截面积的计算方法,研究了双绕组气隙的模型结构与最佳气隙宽度的确定方法,在此基础上建立了开关磁阻电机的三维有限元模型,并采用有限元法对其温度场进行了分析,得到开关磁阻电机的温度场分布,通过对不同气隙宽度下的温度场分析并采用数值拟合方法得到其气隙宽度与相应温度间的函数关系,利用该函数关系及相应的实测温度值,即可得到双绕组气隙模型的最佳气隙宽度,该方法因有效提高了开关磁阻电机温度场分析结果的准确性,因而具有较好的应用价值。     

建立正弦气隙磁场的电机绕组优化设计

本文提出了以单相异步电动机定子各槽中的电枢绕组导线数为设计变量、工作气隙复杂的高次谐波磁场为目标函数,把有限元法、快速傅里叶变换及优化技术结合在一起,使电动机工作气隙磁场接近正弦分布的方法。并以具有异形槽的单相异步电动机为例进行优化改进设计,有效地抑制了高次谐波磁场。     

交流电机定子绕组的排列

介绍电机定子绕组排列的基本原理，从中找出快捷排列绕组的规律，并提出绕组系数简便计算方法。     

牵引电机绕组绝缘层导热系数测定及温度场仿真分析研究

采用瞬态热线法测试了牵引电机绕组整体绝缘层导热系数,获得了整体绝缘层导热系数在20℃ ～ 200℃区间的测试数据,并对测试数据进行函数拟合,最后以测试数据为输入条件建立牵引电机三维仿真模型,通过有限体积法进行流场、温度场仿真分析.结果 表明,绝缘层整体导热系数随温度变化而变化,并且不同结构的绝缘层变化趋势不同.采用文献...     

轴向磁场交流电机气隙磁导的分析

依照轴向磁场电机中气隙磁导的分析,通过积分计算求出磁导的最大变化;采用经典磁导波理论研究,用变换的计算机程序进行谐波分析。分析表明:轴向磁场电机中定子磁导和转子磁导的变化和传统式电机的情况相似,而且转子齿谐波很小,从而使得总的损耗显著减少。     

交流牵引电机绕组绝缘状态检测方法的研究

针对铁路机务部门,为了实现利用车载DC110 V电源对机车牵引电机进行快速、准确的检测,判断出故障源并及时的排除故障,保证机车车辆的通畅运营。通过对交流牵引电机的故障机理和诊断方法的研究,提出了一种通过单片机对牵引电机响应电流上升时间的测取来判断交流牵引电机绕组绝缘状态的检测方法。并通过对脉冲变压器的设计,来满足不同的牵引电机对检测电压的要求。从而达到减少铁路机务部门相关人员的工作强度。     

交流电机转子硬绕组公式计算

导出了可取代作图法的交流电要绕线转子硬组尺寸的计算公式。通过ＹＲ３１５Ｓ－６１１０ｋＷ三相异步电动机转子线圈的计算值与作图值比较，证明计算值与作图值吻合。     

动磁式永磁直线无刷直流电机气隙磁场的解析分析

为了解动磁式永磁直线无刷直流电机内气隙磁场的分布,用解析法对电机的气隙磁场进行了数学建模.通过求解拉普拉斯方程,计算了电机内气隙磁场的二维标量磁势,进而得到了电机内气隙磁感应强度的解析式.用建立的解析模型和有限元法分别对定子表面的气隙磁感应强度进行计算,发现两者的计算结果能够很好的吻合,验证了解析模型的正确性.用解析法讨论了占空比、磁极厚度和气隙长度变化对气隙磁感应强度产生的影响,结果表明气隙磁感应强度随永磁体厚度的增加而增大,但会逐渐进入饱和;而气隙磁感应强度也会随着气隙长度的变大而减小.通过对气隙磁场的分析,为相应电机的设计提供了依据.     

高速永磁电机流体场与温度场的计算分析

为了研究中小型高速永磁电机内部流体场与温度场分布规律,以一台15k W,30000r/min内置式高速永磁电机为例,基于计算流体力学和传热学理论建立了三维流体场与温度场的物理模型,应用有限体积法对流体场与温度场进行耦合计算,得到了电机内空气的流动特性与各部件的温度分布规律。针对高速电机运行时转子表面空气摩擦损耗大的问题,基于所建立的3D流体场模型,分析了转子转速、转子表面粗糙度对空气摩擦损耗的影响。研究结果表明,高速永磁电机端腔空气的流动性差,加之空气摩擦损耗的影响,导致转子温升较高,且转子转速、转子表面粗糙度对空气摩擦损耗有着重要影响。     

Brushless dc motor with large air gap

The authors propose a new brushless dc motor for pumps, with a large air gap of 8 mm, compared with the conventional gap of 1 mm. The conventional pump system is composed of an induction motor, a magnetic coupling, and a magnetic rotor with vane. This rotor receives power from the magnetic coupling. In the new motor, the rotor has a vane without magnetic coupling. The air gap is very large in order to provide a seal between the stator and rotor. The seal protects the stator coil against liquids such as water and chemicals. The performance of the motor was analyzed by FEM and compared with experimental results. The analytical results agreed with experimental results with good accuracy. In the experiments using a four-pole 0.75-kW test motor and high-efficiency drive inverter with power factor control, the motor efficiency was about 88%, and the motor power factor was about 98%. © 1998 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 125(3): 67–74, 1998     

交流牵引电机转子齿部新型轴向通风槽结构

针对目前交流牵引电机转子轴向通风孔存在散热效果欠佳的问题,提出一种新型的转子齿部轴向通风槽结构。通过建立交流牵引电机共轭传热分析求解域模型并对其开展传热分析,得到相应的流体场与温度场分布图,根据该分布图并针对其转子端环与齿部温度偏高的问题,提出一种新型的转子齿部轴向通风槽结构;分析了该新型通风槽结构参数对电机转子散热效果及电机相关性能指标的影响,研究了通风槽最佳结构参数的优化设计方法,并对其效果进行了仿真验证,同时与传统轴向通风孔结构进行了对比分析,结果表明：所提出的新型转子齿部轴向通风槽结构相对于传统轴向通风孔结构,在保持电机相关性能指标基本不受影响的情况下,其转子齿部与端环的温度得以明显降低,从而显著提升了其通风散热效果,对于降低电机总体温升从而延长其使用寿命具有重要意义。     

Study on voltage distribution in windings of an inverter-fed traction motor

Voltage distribution in windings is important for inverter-fed traction motors. The analysis on voltage distribution characteristics is significant to the study of insulation failure mechanisms and structure design. First, a distribution parameter model has been developed according to the winding structure of an inverter-fed traction motor. Based on the model, finite element differential method was employed to determine voltage distribution characteristics. Simulation results were compared with actual voltage distribution. Moreover, the influence of pulse rise time and cable was discussed. The results show that the shorter the pulse rise time is, the more uneven the voltage distribution is. In addition, cable length has little influence on voltage distribution characteristics. However, the amplitude of voltage would also increase by 40% in coils and turns. __________ Translated from Proceedings of the Chinese Society for Electrical Engineering, 2006, 26(12): 134–138 [译自: 中国电机工程学报]     

基于有限公式法的水冷永磁同步电机三维温度场分析

有限公式法是一种直接从物理规律出发、借助定义在两嵌套网格几何元素上的全局变量构造离散方程的新型数值计算方法。在建立有限公式法温度场数学模型的基础上,本文讨论了基于映射网格的对流散热边界处理及其编程实现,并给出了有限公式法温度场模块化编程的基本思路。最后,以对一台20k W水冷永磁同步电机三维温度场的分析,研究了冷却水流速、冷却水温与电机温升分布的规律;并以电机温升试验值、同一网格下的有限元法计算值验证了所编制程序计算的准确性、可靠性。     

多场耦合的电机暂态温度场计算

针对稳定负载下电机暂态温度场的计算问题,以小型封闭式结构的异步机为对象,建立电机热源计算的有限元电磁场模型,并依据散热结构特点建立相应的温度场模型,通过多场耦合的途径实现电磁场与温度场的联合,并附于电磁场、温度场相关的模型参数及联合计算参数,经电磁场适时地耦合温度场的联合计算,实现稳定负载下的温度场各暂态计算。通过搭建实验系统及测试,对电机额定负载下全域温度场实验结果和仿真对比得出,电机稳定负载下,多场耦合的联合计算能较好地计算电机全域暂态过程温度场。     

电压稳定分析中异步电动机动态负荷建模探讨

探讨电压稳定分析中异步电动机(IM)负荷的建模问题。分析一般的动态负荷模型(GDLM)不能捕捉IM动态行为的机理。分别以IM的滑差模型和滑差磁链模型为基础，严格地导出了适用于电压稳定分析的简化一阶(SIM)和详细三阶(DIM)动态负荷模型，同时还说明了SIM和DIM模型实质上是对GDLM模型进行了不同程度的改进。对SIM和DIM模型在暂态电压稳定分析和静态电压稳定分析中的适用性进行分析比较，仿真结果表明：SIM和DIM分别以不同的准确度适用于不同场合的电压稳定分析。     

一种表面-内置式永磁转子同步电机三维全域温度场分析

针对表面-内置式永磁转子同步电机(SIPMSM)具有结构紧凑和功率密度高的特点,准确计算SIPMSM各部件的温度分布非常重要。采用电磁场-温度场耦合分析的方法对SIPMSM的三维全域温度场进行计算。建立SIPMSM的电磁场和温度场有限元模型,分析在同步运行速度下负载和永磁体退磁对SIPMSM三维全域温度场的影响,也分析了在额定负载下运行速度对SIPMSM三维全域温度场的影响。通过仿真与实验结果的对比分析,验证了样机模型的合理性和计算结果的正确性。