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。     

旋转磁场特性及其磁选行为影响规律

旋转磁场属于开放式磁场中一种特殊磁场形式,可有效降低强磁性矿物的磁团聚影响,提高分选效率.本文采用理论分析和试验验证的方法,设计了旋转磁场实验装置,仿真模拟了多种旋转磁场结构的磁场,根据不同结构方案在相同分选区域的磁场力分布特性,发现了较优的磁路方案;应用动力学相关方法,研究了旋转磁场中单一磁性颗粒的运动特性,揭示了磁性颗粒的运动规律;基于试验装置平台,分析了装置运转参数影响规律并进行了干式和湿式2种工况的试验验证,确定了分选装置关键结构及参数,为工业装置的结构设计及运转提供了理论参考.结合理论研究分析,设计了旋转磁场磁选装备并进行了工业应用,获得优异分选指标.     

汽轮发电机端部磁场的有限元分析与计算

本文采用有限元法研究了工程上适用的汽轮发电机端部磁场的计算方法,给出了以矢量磁位为未知函数时行波场的离散格式,采用了适合于端部场复杂边界的前后处理技术。应用本文的方法计算了大型汽轮发电机端部磁场和损耗,与试验值基本相符。     

ANSYS软件在同步发电机空载磁场分析中的应用

详细介绍了ANSYS软件，并把ANSYS软件用于同步发电机空载磁场分析中，给出了样机的磁力线分布图和气隙磁密波形．通过对同步发电机的电磁场计算结果进行后处理．得出了同步发电机的旋转磁场波形、电压波形以及空载特性曲线．并将计算结果和实验结果进行对比，验证了ANSYS软件在同步发电机电磁场分析中的正确性．     

双馈电机定子匝间短路的建模与稳态分析

双馈感应式发电机使用广泛,定子匝间短路是常见故障之一。利用多回路理论建立了双馈感应发电机正常以及定子匝间短路情况下的数学模型,利用MATLAB/Simulink中S函数实现了数学模型。对双馈感应式电机在这两种情况下进行了仿真,并且对仿真结果进行了相应的频谱分析。最后分析了电网电压不对称对匝间短路识别的影响,提出了通过线电流频谱的不同特征来区别电网电压不平衡和匝间短路。通过和实验数据的对比可以看出,得到符合实际的仿真结果。     

感应式传感器螺管线圈磁场特性

本文给出了感应式传感器螺管线圈管内磁场分布特性的数字表达式,并提出计算机磁场特性的框图。结论指出,在设计高精度感应式传感器时,不能简单地用轴线上的场强替代整个管内空间场强。     

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。     

双馈型风力发电机有功无功解耦控制仿真

根据变速恒频双馈风力发电理论,设计了一套基于DSP的双PWM风力发电实验系统.该实验系统采用双DSP控制核,保证了风力发电控制系统的快速性.基于双馈发电机数学模型和定子磁场定向的矢量控制,建立了有功功率、无功功率解耦的控制策略和Matlab/Simulink仿真模型.实验结果表明：该控制系统能有效地实现双馈发电机有功、无功功率的解耦,为大型变速恒频双馈风力发电机组励磁变频器提供了理论基础.     

航空无刷交流同步发电机铁心损耗分析

航空发电机是飞机上的重要机电设备,航空电机体积小,电磁负荷高,故发热问题尤其严重,其中铁心损耗为发电机的主要热源之一,从而使得分析三级式航空无刷交流同步发电机的铁心损耗尤为重要.通过对某航空电机铁心损耗的测试,在实验中测出一系列电参数,对这些电参数进行分析与计算,研究铁心损耗与频率的关系.分析和实验结果表明铁心损耗随频率的变化而变化,并得到铁心损耗与频率的具体关系式,得到的频率指数与电机运行时的磁通密度有关,对于400Hz航空发电机,铁心损耗的频率指数在1.4左右,同时该频率指数满足工程计算和精确度要求.     

分块式永磁振动发电机的结构及输出电压

设计了分块式永磁振动发电机,分析了永磁振动发电机的结构及不同条件下的输出电压,运用有限元方法计算了发电机的磁场与输出电压,提出了设计分块式永磁振动发电机的条件.制作了分块式径向充磁的永磁振动发电机,对永磁振动发电机进行了实验研究,理论和实验表明,振动发电装置在振幅为50 mm振动周期为2 s的正弦振动时,输出开路电压峰值为3.6 V;有效值为2.24 V.研究对于研制分块式永磁振动发电机具有重要指导作用.     

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°。     

Ka频段高中频四次谐波混频器

介绍了谐波混频器的混频原理和设计方法,应用高频场仿真软件及谐波平衡计算软件,研究并实际制作了带有一维光子带隙结构的Ka频段微带全集成高中频四次谐波混频器。实验测得:固定中频频率为3 GHz,射频频率在34~35.8 GHz的频带内变化时,变频损耗小于14.5 dB,最小变频损耗为11 dB。表明这种高中频谐波混频电路的设计方案切实可行。     

SPWM变频调速电动机磁场轨迹的研究

旋转磁场是交流电动机工作的基础，在调速控制中要求保持气隙磁场恒定，磁场控制是交流变频调速的重要内容。本文从变频器电动机组成的系统角度出发，研究逆变器开关方式与电机磁场的关系及SPWM调制下电动机磁场的生成特点。     

新型永磁体外置式直线振动发电机性能研究

设计了一种新型圆筒式直线振动发电机，采用永磁体外置式结构，绕组和铁心放置在内侧，利用永磁体的振动产生感应电动势，该型发电机可以为小型设备提供低压直流电源.基于常规永磁体内置式振动发电机尺寸，设计了一款永磁体外置式发电机样机，并采用二维有限元方法对其非线性无边界轴对称磁场进行了系统分析，得到了感应电动势的变化曲线.样机实验结果和有限元分析结果吻合良好，该型发电机与现有的永磁体内置式发电机相比，效率高，永磁体用量少，去磁效应小，电机性能稳定.当2种发电机均以1 m/s速度运行时，永磁体外置式直线振动发电机的空载感应电动势幅值比永磁体内置式发电机高0.6 V左右，效率提高了约1.64%.     

异步化同步发电机定子磁场定向控制

论述了异步化同步发电机定子磁场定向控制的原理,给出了定子有功功率、无功功率和转子励磁电流的关系,构造了异步化同步发电机电流环和功率环的双闭环控制模型,讨论了定子磁场幅值位置的确定和转子物理量转换角的确定,研制了DSP转子励磁控制装置,进行了异步化同步发电机双闭环采用PID调节器的励磁控制试验研究,结果表明,在合适的PID控制参数下可以取得良好的解耦控制效果.     

汽轮发电机不同负荷时电磁场的分析与计算

准确计算电机电磁场的分布可以为进一步确定电机参数、性能曲线、温升等奠定基础,因此电机电磁场的分析和计算是电机设计和制造的主要工具之一。基于此,建立了大型汽轮发电机电磁场的数学模型。考虑到定、转子齿槽的影响、气隙磁场的扭斜等因素,分析了电机整个圆周上的磁场分布。采用有限元数值方法计算了电机空载、额定负载以及任意负荷时的电磁场分布,分析过程中考虑了导磁材料的非线性。采用电磁场的计算结果确定了电机定子铁心的损耗,并将其应用于定子温度场的计算,计算结果与发电机运行时的实测值相比较,误差满足工程需要,证明提出的模型和方法是正确的。     

基于ANSYS的磁饱和式可控电抗器铁心磁场的分析

针对磁饱和式可控电抗器铁心,应用大型有限元软件ANSYS,建立铁心和空气隙的模型,对铁心磁场进行分析,并对铁心空载损耗进行了计算.以220V,600VA磁饱和式可控电抗器为例,给出了铁心内部磁场分布图以及铁心空载损耗的计算值.将铁心内部磁场与理论磁场及铁心空载损耗的计算值与理论值进行比较,结果表明该模型具有较高的准确度,可以满足磁饱和式可控电抗器的工程设计要求.     

非正弦激励下铁心损耗计算模型改进

针对Bertotti损耗分离模型计算非正弦激励下铁心损耗不准确的问题,提出了将异常损耗表达为励磁频率与励磁强度函数的Barbisio算法.利用磁特性测量系统得到中频方波、正弦以及PWM电压激励下软磁铁氧体和纳米晶环形铁心损耗的数据,将异常损耗系数构造成频率和磁通密度的非线性函数.该模型计算了一台中频变压器在方波激励下的铁心损耗.仿真和实验结果表明,改进的损耗模型是有效的,与传统Barbisio算法比较,提出的方法更能准确地预估中频变压器铁心损耗.     

非正弦激励下铁心损耗计算模型改进

针对Bertotti损耗分离模型计算非正弦激励下铁心损耗不准确的问题,提出了将异常损耗表达为励磁频率与励磁强度函数的Barbisio算法.利用磁特性测量系统得到中频方波、正弦以及PWM电压激励下软磁铁氧体和纳米晶环形铁心损耗的数据,将异常损耗系数构造成频率和磁通密度的非线性函数.该模型计算了一台中频变压器在方波激励下的铁心损耗.仿真和实验结果表明,改进的损耗模型是有效的,与传统Barbisio算法比较,提出的方法更能准确地预估中频变压器铁心损耗.     

电力发生器定子端部磁场与漏抗计算

针对一种新兴高压发电机电力发生器定子端部磁场与漏抗计算问题,利用有限元分析软件ANSYS,建立了简化的电力发生器定子端部三维模型,进行了端部磁场和漏抗在有铁心与无铁心两种情况下的计算,并对两组计算结果与设计值进行了对比分析．结果表明,传统算法所计算的漏抗值波动大,而采用有限元分析法所得计算结果更为确定．