近年电机理论和实践的某些进展和趋势

一、电机设计自动化与CAD1.设计自动化 电子计算机在电机设计中的应用使设计研究者总企图使设计全过程自动化。英国纽卡苏尔大学杰克教授1992年认为设计过程自动化就是把求解电磁场问题的最好方法─—有限元法嵌入设计软件,当然这时的有限元方法本身也要自动化才能放进设计的cut-and-try循环内,而最重要的是前处理中的自适应网格剖分(可参阅1994年中小型电机学术年会论文集第1页)。

具有环形槽的复合转子异步电机的电磁场分析与端部系数计算

本文采用解析法求解了一种新型矿用电机──表面开环形槽的复合转子异步电机的三维磁场，得到了考虑铁磁体饱和时的三维磁场分布；提出了电机端部系数的实用计算公式；通过实验结果，证明了磁场分析与参数计算的正确性。

三自由度球形电机的发展

本文概述球形电机的基本工作原理、分类及应用前景,回顾了球形电机的发展史,重点介绍近年来的研究动态,如磁场计算、数学模型以及各种新型球形电机的特点,最后探讨了三自由度球形电机今后的研究方向。

开关磁阻电机的磁通波形

本文阐述了开关磁阻电机(SR电机)在不同工作状态下的磁通波形的形状及变化规律,提出了磁通波形矩阵形式的数学模型,有效地解决了任意相数SR电机铁芯不同部分的磁通波形的合成问题,并首次应用非线性方法计算分析了不同转速和控制策略下铁芯各部分的磁通波形。本文的研究结果为SR电机的铁耗分析和计算提供了基础。

开关磁阻电机的优化设计

全面研究了开关磁阻电机(SR电机)的优化设计问题,首次提出开通角系数和关断角系数的概念,有效地处理了优化设计过程中的控制参数问题,讨论了优化点及恒功率区特点在优化过程中的处理方法.

永磁同步电动机的弱磁扩速分析

介绍永磁同步电机的弱磁扩速原理以及弱磁扩速难的原因，评述国际上永磁同步电机弱磁扩速的方法和研究成果。指出将优化的控制方法和复合永磁转子结构相结合的对策是彻底解决弱磁扩速的最佳选择．并针对这种新型结构提出了尚需攻克的难点。

“弱磁”型永磁同步电机参数与调速特性的关系研究

为阐明永磁同步电机(PMSM)参数对性能的影响,对不同参数的"弱碰"型PMSM作低速恒转矩运行(单位电流最大转矩控制)和高速恒功率运行(输入为额定容量控制)的调速范围、出力进行了理论研究和比较。得出了"弱磁"型PMSM的交、直轴电抗比值的合理取值范围。

三维电动机力学模型及解耦控制

本文采用拉格朗日能量法推导出两种典型结构的三维电动机力学方程，其复杂的耦合关系是三维电动机难于控制的原因之一。作者进而提出了三维电动机力学解耦控制策略，仿真结果证实了这种控制策略的有效性。

三自由度电机及其解耦控制理论

本文建立了三自由度电机的电磁模型和力学模型,据此提出了三自由度电机的解耦控制理论.文中给出的仿真与实验结果表明,以上述理论为指导研制的三自由度电机伺服系统实现了无约束的三自由度运动.

宏观颗粒影响薄膜性能的机理分析

基于界面能量理论，从微观的角度通过分析阴极其空电孤镀膜中，宏观颗粒（ＭＰ）到达基片后的自身发展形态与基片表面的相互影响以及与金属原子、离子之间的相互作用，揭示出ＭＰ影响薄膜性能的物理机制。分析表明，ＭＰ将增大薄膜表面粗糙度，降低薄膜附着力；使薄膜密度不均匀，膜层中ＭＰ与连续薄膜之间存在明显的分界面。理论分析的结果与实验结果相吻合；

三维电动机的矢量控制

本文首先建立了ＭＴ１Ｔ２坐标系中三维电动机数学模型，进而推导出三维电动机在ＭＴ１Ｔ２坐标中实现矢量控制的三个约束条件。以这三个约束条件为依据，作者提出了一种基于电流运算的三维电动机矢量控制方法。仿真结果证实了这种控制方法的可行性。

机电耦合轴系扭振动态仿真计算的一种新方法

提出了一种新的轴系扭振响应计算方法；根据补偿原理导出了一种快速求解电网络方程的方法；利用四阶Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔｔａ方法，实现了多机电力系统机电联合振荡的同步仿真计算．基于上述方法，开发了相应的机电耦合轴系扭振动态仿真程序ＭＥＤＰ。

开关磁阻电动机的机械损耗测量

计算和测量机械损耗是研究开关磁阻电动机的效率和铁耗的重要手段。本文讨论了两种机械损耗的测量方法,给出了两种方法对一台开关磁阻电动机的测量结果以及根据测量数据拟合的机械损耗经验计算公式。

大型汽轮发电机组转子系统轴承安装位置的优化

以基于非线性模型算得的最大响应为目标函数,以平衡位置处各轴承承受的静载荷为优化变量,导出了决定轴承最优安装位置,即各轴承中心的相对位置的优化计算方法.用于三支承大型发电机-励磁机转子系统的计算结果表明,通过优化可使转子系统的不平衡响应大幅度降低.

四极四相开关磁阻电机电磁场的有限元分析

本文对一种绕组按N,S交替排列的开关磁阻电动机原型进行了四个典型的物理模型的有限元分析;提供了11种不同定、转子相对位置的磁链φ与电流i之关系图及等矢量磁位线分布图,给出了给定激磁电流条件下的转矩T与转子位置θ的变化曲线T=f(θ)及电,感L与电流i、转子位置θ的变化曲线L=f(i,θ)。文中还进行了计算与实验结果的对比。

环形气隙中长直载流导线磁场的级数解及应用

本文首先采用分离变量法推导了位于定、转子间均匀环形气除中单根长直载流导线磁场的级数解；然后介绍了应用该级数解计算电机电枢反应磁场、永磁场的方法；最后应用该级数解获得了考虑定、转子曲率影响的均匀气隙电机不饱和主电抗与谐波电抗表达式。比较表明，当电机气隙和定、转子半径可比拟（尤其对于极对数较大的情况）时，考虑与不考虑定、转子曲率两种计算方法给出的不饱和主电抗、谐波电抗之间存在巨大的差异。考虑定、转子曲率时的计算结果更加接近实测结果。

大型电机定子绕组绝缘的在线监测

定子绕组绝缘的在线监测可以有效地保障大型电机的安全、可靠运行,现阐述了国外在线监测的各种方法及发展动态,指出局部放电的测试是诊断大型电机定子绕组绝缘状态的传统的有效方法。

复合转子永磁同步电机永磁段计算长度的研究

本文用分离变量法研究了用于“弱磁”扩速目的的复合转子结构永磁同步电机的永磁段计算长度，阐明了永磁体长度和高度、磁阻段长度以及中间间隙长度对永磁体计算长度的影响，获得了永磁体计算长度的经验公式，已用于实际电机设计。

复合转子异步电机的等值电路及其参数计算

给出了复合转子异步电机等值电路的一般形式及其参数的计算公式;提出了等值电路的实用形式;就该电路参数特别是转子两层间的互感抗的计算方法进行了较详细的讨论.样机计算结果与实验结果的对比,证明了实用等值电路计算的准确性.

大型发电机-励磁机转子系统不平衡响应分析

按非线性模型对大型发电机-励磁机转子系统不平衡响应进行了大量的分析计算,深入地探讨了励磁机轴承类型、结构参数、静载荷分布及润滑油粘度等因素与励磁端轴振的关系,并提出了相应的控制措施.