电励磁双凸极发电机偏心特性研究

针对电励磁双凸极发电机静态偏心故障,首先对于发电机的气隙长度进行了等效解析建模,并对静偏心程度与磁链、电磁转矩以及气隙磁密等重要特性的关系进行了理论推导。然后,通过Ansys有限元建立12/8三相电励磁双凸极发电机的2D有限元模型,并对电磁信号理论分析结果进行验证。最后,利用Workbench中耦合电磁、模态与谐响应分析模块对发电机的径向振动信号进行有限元仿真。研究结果表明,仿真结果与理论分析结果基本吻合,证明静偏心故障中偏心率对于电励磁双凸极发电机性能具有一定的影响,为后续其静偏心故障诊断提供理论基础。     

电励磁双凸极发电机的非线性模型

电励磁双凸极发电机是一种新型的交流无刷电机，结构简单，可靠性高，在汽车和飞机发电领域有着广阔应用前景。但其磁链和电感均为激磁电流、相电流、转子位置的非线性函数无法采用常规的方法建立精确的数学模型。该文采用二维电磁场有限元法对一台12/8极电励磁双凸极发电机进行了精确分析计算，得到了电机的静态特性；利用模糊神经网络的非线性逼近能力，尝试建立了双凸极电励磁发电机的模糊神经网络非线性模型，获得了很高的模型精度，并将仿真分析结果与实验结果进行了对比，验证了所建模型的精确性、有效性及方法的可行性，为飞机直流发电系统的设计、分析建立了基础。     

电励磁双凸极电机的机械特性研究

理论分析了电励磁双凸极电机与输出转矩的关系，以一台18kW电机为例，在不同运行条件下进行实验。通过对实验结果进行分析，揭示了电机在不同运行条件下的机械特性。     

电励磁双凸极电机转矩脉动抑制的控制策略

造成电励磁双凸极电机转矩脉动的原因有很多,通过适当的控制策略可以优化某些因素从而改善转矩脉动。从控制策略方面总结了近年来优化转矩脉动的研究成果,介绍了几种有效的控制方法,大体思路可以从改善绕组相电流(包括稳定相电流、消去谐波电流、电流矢量分解等)、优化开关角度弥补换相电流缺陷以及优化输出转矩控制等方面来减小转矩脉动。     

励磁电流负反馈对双凸极电机调压性能的影响

电励磁双凸极发电机(Doubly Salient Electro-magnetic Generator,简称DSEMG)具有结构简单、可靠性高、控制方便等特点,可通过调节励磁电流的大小来维持输出电压恒定。传统调压器由于仅引入输出电压负反馈,稳态性能往往难以满足要求。简单介绍了DSEMG的发电原理,提出在传统调压器的基础上再引入励磁电流负反馈,通过Simulink仿真和实验验证,与传统调压方式的结果相比较,说明该调压方式有较高的调压精度,适合于DSEMG。     

电励磁双凸极发电机的Pspice建模方法

为了研究电励磁双凸极电机发电过程,采用电压脉冲模块和受控电压源结合单位电感的方法,基于Pspice仿真软件建立了电励磁双凸极发电机模型。同时,研究了一台12／8极的电励磁双凸极发电机模型,给出了动态特性的数字仿真和试验结果。通过仿真与实验结果的对比,验证了所建模型的正确性及方法的可行性,为飞机直流发电系统的设计、分析提供了基础。     

电励磁双凸极发电机的短路运行分析

文章给出了电励磁双凸极无刷直流发电机的两种短路故障运行情况:直流输出端短路和三相电枢绕组短路。对于直流输出端短路,利用有限元分析软件ANSOFT建模仿真和实验相结合的方法对不同发电方式短路运行下的发电机磁场,相磁链,短路电流以及电枢电流的换相情况进行了详细地理论和实验分析。揭示了发电机输出端短路时,不同发电方式下的电枢反应和电流换相特点。通过进一步研究表明:发电机输出端短路时,若无寄生参数,发电机一直工作在电流换相状态;否则,则还存在单相导电工作状态。当发电机发生相间短路时,不存在换相重叠现象,其短路电流与输出端短路时相比要小。     

电励磁双凸极发电机转子极宽对输出特性的影响

转子极宽对基于磁阻工作原理的电励磁双凸极发电机输出特性有重要影响。从原理上讨论了电励磁双凸极电机磁链变化范围与输出电压的关系,阐述2类气隙对电机磁链变化范围的影响作用。提出第3气隙概念并给出其定义,推导了第3气隙大小与转子极宽的数学关系,并指出第3气隙的大小对相绕组磁链最小值的影响作用较大。利用2维有限元法分析计算得到不同转子极宽下电机静磁场分布、相绕组磁链以及空载相电势波形;通过瞬态场路耦合分析得到不同转子极宽下电机负载状态相电势波形、整流输出电压平均值和纹波大小。原理样机的实验结果验证了有限元计算和场路耦合分析的正确性。表明定转子极宽相等即第3气隙最大时电励磁双凸极电机输出功率大且输出电压波动小。     

基于Maxwell 2D的电励磁双凸极电动机仿真分析

电励磁双凸极电动机是一种新型的电动机，其电磁特性有待进一步深入研究。利用ANSOFT公司的有限元分析软件Maxwell 2D，得到了电动机的静态特性，与实验结果进行了对比。     

四相双电枢绕组分布电励磁双凸极电机短路故障研究

短路故障是一种较为严重的电机故障,研究电机在短路故障下运行特性对提高电机在特殊环境下的运行能力至关重要.本文提出了一种四相12/9极双电枢绕组分布电励磁双凸极电机,深入研究了其基本结构与工作原理.在此基础上通过有限元仿真研究电机在两种短路故障下的绕组电流、磁链和端电压等电磁特性,得出了短路电流产生的电枢反应对电机的影响...     

环境温度对电励磁双凸极发电机输出特性的影响

电励磁双凸极发电机DSEG(doubly salient electro-magnetic generator)是一种高温运行能力强的新型无刷直流发电机,但对其温度特性尚缺乏研究.为给DSEG设计和应用提供理论依据,对环境温度改变时的DSEG发电性能进行研究.采用等效磁路法和有限元法,并结合不同温度下的铁心材料磁导率曲...     

基于查表法的电励磁双凸极电机建模研究

为了研究电励磁双凸极电机(DSEM)的控制策略,必须建立精确控制模型。DSEM定转子均为双凸极结构,存在明显的边缘效应和高度的局部饱和现象,其磁链和转矩均为电枢电流、励磁电流及转子位置角的非线性函数,难以采用常规方法建立精确控制模型。在深入分析电机电磁特性的基础上,通过有限元仿真分别建立磁链与转矩关于电流与转子位置角关系的数据表。采用Simulink三维查表法,分别对DSEM磁链函数和转矩函数进行建模,并与电压方程一起构成DSEM仿真模型。针对模型各个环节进行了分析验证,以励磁绕组滞环斩波空载反电动势及电枢电流采用不对称控制策略为例,将仿真结果与有限元仿真及试验结果进行了对比,验证了所建模型的精确性、有效性及建模方法的可行性。     

电励磁双凸极发电机的双输出电压调节技术

提出了一种电励磁双凸极发电机高、低压直流双输出稳压技术：通过对励磁绕组电流进行PWM控制稳定28.5 V低压输出;高压直流输出经过高、低压绕组磁场间的耦合粗调后,经过双Boost变换器进行稳定升压至360 V直流。该文阐述了低压电压调节器与高压直流输出调节器--双Boost变换器的工作原理,分析了电流换相、负载和电机转速对高压输出调节的影响,确立了双Boost变换器开关频率的选取依据。研制的双输出发电系统验证了方案的可行性与理论分析的正确性。     

双凸极无刷直流发电机空载特性的分析

首先用变网络等效磁路法计算了12/8结构的某双凸极交流发电机的空载相电压，给出了实验结果的对比。然后，在此基础上给出了凸极无刷直流发电机的空载特性的求法，计算的结果和实验的结果进行了比较，说明该方法具有较高的计算精度。该无刷直流发电机空载特性的求出为双凸极无刷直流发电机的磁路设计提供了重要的理论依据。     

基于小波包分析的双凸极无刷直流发电机系统故障诊断

提出了一种针对电励磁双凸极发电机的整流电路故障诊断方法。根据整流电压波形的畸变规律,将2个以内的二极管故障分为7类共计22种故障元。选用Daubechies小波作为小波基,对实测的整流电压进行小波包分析,利用小波系数,在各个频带上进行小波信号重构。提取全频带能量特征值,并以此构造故障模式向量。以一台840 W、12/8极的电励磁双凸极发电机为实验样机,通过采集大量故障信号并进行信号处理,建立整流电路故障档案,为故障识别提供了对照样本。同时,以故障特征值的容差范围作为误差判别标准,力求诊断误差最小化。实验结果表明,该方法对被分析信号的频率波动和幅值变化均具有良好的鲁棒性,是一种有效的特征值提取方法,具有较高的故障诊断正确率。     

五相容错双凸极发电机单相短路故障分析

对五相容错电励磁双凸极发电机(doubly salient electro- magnet generator,DSEG)的结构特点进行了理论分析。研究了电机空载运行时短路相的自感和电势,分析了短路故障对其他相磁链和电势的影响以及发生短路故障时电机的整流输出电势。对电机在不同励磁电流下加载运行时发生单相绕组短路故障的外特性、功率特性以及短路电流进行了分析。在考虑电枢绕组电阻的情况下,对电机空载运行时在4 个不同时刻发生单相短路故障时的磁场、短路相磁链和短路电流进行了有限元分析。分析结果表明：短路故障发生初始时刻,短路相磁链随着电机转子位置的不同而不同;经过54°电角度后,短路相磁链的最大、最小值和变化趋势与发生短路的时刻无关。最后通过对一台五相20/16-2 结构DSEG 样机进行实验,验证了理论分析的正确性。     

电励磁双凸极轮毂电机空载性能的有限元分析

该文提出了一种新型12/8极电励磁双凸极轮毂电机的结构。采用有限元方法对电机内的磁场进行计算,得出了电机空载时的磁场分布,并研究了不同励磁电流下电机的气隙磁密特性、磁链特性以及反电势波形,所得结果为电机负载时选择励磁电流和换相角度提供了依据。     

基于半桥变换器的电励磁双凸极电机角度优化控制策略

电励磁双凸极电机（doubly salient electro—magnetic motor,DSEM）采用传统的控制方法在换相时容易产生负转矩,带来较大的转矩脉动。对DSEM转矩脉动产生机理进行了分析,对基于半桥变换器的DSEM主功率电路中分裂电容充放电平衡情况进行研究,在此基础上提出了基于半桥变换器的角度优化控制策略,进行了仿真和实验验证。结果表明,该方法可以有效减小转矩脉动,使电机转速平稳,有利于提高该电机的起动性能。