不平衡磁拉力作用下无刷双馈电机的转子振动特性研究

无刷双馈电机长时间运行会出现转轴弯曲、轴承磨损等状况,导致气隙动偏心,并因此产生不平衡磁拉力,影响转子系统动力学特性。为了研究由不平衡磁拉力引起的转子振动特性问题,建立Jeffcott转子动力学模型,得出考虑不平衡磁拉力作用下转子系统的振动微分方程组,并对其自由振动响应进行了计算。以某型号无刷双馈电机的样机尺寸为例,分析气隙动偏心状态下电机气隙长度、转子材料及几何尺寸等对电机振动特性的影响,并利用Runge-Kutta法对振动微分方程组进行分析,结果表明:当转子动偏心率较小时,利用该转子系统的振动微分方程组计算出的解析解与数值计算结果吻合较好,转子的一阶振幅误差仅为0.2%,二阶振幅误差为2%,具有较高的精度且计算较为简便,为电机的高可靠运行提供理论支撑。

BDFM变频调速系统在泵站中的应用及其可靠性评价

无刷双馈电机(BDFM)是近些年来出现的一种新型电机,它与高压大容量机组配套,可使泵站变频调速系统的成本大为降低。BDFM变频调速系统具有功率因数可调、变频器功率小等特点,且无刷的结构,减少了电机的故障点。根据BDFM变频调速系统的具体情况,分别采用经典和Bayes理论对其可靠性进行评价。电机寿命符合指数分布,且该分布的共轭分布为Г分布,由此可得共轭先验分布,分析样本数据后分别求出小样本数据下BDFM系统的可靠性指标,并验证在该系统中采用Bayes理论评价的优势和合理性。分析BDFM变频调速系统在泵站中应用的特点、优势和推广前景,并着重对用户关心的可靠性进行分析和评价,为其在泵站中的推广应用提供基础和保障。

基于神经网络和模糊逻辑的BDFM直接转矩控制

无刷双馈电机系统具有多变量、高度非线性和时变性、强耦合等特点.文章在传统直接转矩控制基础上,将神经网络引入定子磁链观测器,并利用蝙蝠-粒子群算法优化训练神经网络;设计模糊状态控制器优化输出逆变器开关状态.由仿真与试验结果分析得出,基于神经网络和模糊控制的无刷双馈电机直接转矩控制,速度响应快且平稳,能较好抑制转速波动、转矩脉动、磁链脉动,系统鲁棒性好,控制精度高.仿真和实验均取得较好控制效果.

基于BDFM的小水电机组综合控制系统

绕线式转子无刷双馈电机具有谐波含量低、导体利用率高、效率高等特点,利用其在发电领域变速恒频的优点,将相关技术应用到小水电领域,不但可以实现电机的无刷化,还能够提高机组的效率。对无刷双馈电机的发电原理与控制技术进行简单介绍,然后重点阐述基于无刷双馈电机的小水电机组综合控制系统的构成和工作原理,最后通过实验验证了控制系统设计的正确性。

基于MATLAB的无刷双馈电机建模与仿真

从无刷双馈电机(BDFM)的基本原理出发,利用电机的状态方程组,用MATLAB/SINULINK中的S-Function函数模块,构造了无刷双馈电机数学仿真模型.仿真的结果分析表明了无刷双馈电机原理分析和数学仿真模型的正确性.

无刷双馈电机有功和无功功率控制研究

无刷双馈电机(BDFM)在变速恒频恒压发电方面有着广泛的应用前景,而影响其应用的关键在于能否对其有功功率和无功功率进行有效的控制。该文基于 BDFM 的有功和无功功率数学模型提出一种新型的功率控制系统方案,该方案能实现对 BDFM 有功功率和无功功率的独立控制。为了验证所提方案的正确性,文章最后以 BDFM 作为变速恒频恒压发电机运行为例,设计了一套功率控制系统,并对该系统进行了计算机仿真及实验,计算机仿真结果和实验结果表明功率控制系统能实现对 BDFM 的有功功率和无功功率的独立控制,充分证明了该文所提方案的可行性。

无刷双馈电机能量传递关系和功率因数特性的实验研究

在不同的运行方式下,无刷双馈电机控制绕组具有能量双向流动的特点。目前对该课题已有的研究成果中定性分析多、实验数据少,且没有正确反映能量传递关系。提出对应于一定的频率和负载转矩,无刷双馈电机在亚同步电动(或超同步发电)状态下控制绕组的能量并非总是回馈到逆变器,而是与其端电压、相应频率下的开路电压以及逆变器的直流侧电压有关。在此基础上,将电机的功率因数、运行效率以及稳定性与能量传递关系结合起来进行研究。样机实验结果表明,双馈运行状态下对应于某一确定的转速和负载,在满足系统稳定运行的条件下,调节控制绕组电压使其约为对应的开路电压,可以提高电机的运行效率。

静止坐标系下无刷双馈感应电机的直接转矩控制

提出了一种静止坐标系下无刷双馈感应电机的直接转矩控制策略,推导了电磁转矩的计算方法,即分别在控制绕组和功率绕组各自静止的坐标系观测其磁链、电流,进而计算转矩,以避免旋转坐标变换,减少对电机参数的依赖。构建了同时适用于亚同步及超同步电动运行状态的开关表。除了需要多观测一个定子绕组的电压、电流之外,系统结构和异步电机直接转矩控制系统一样简洁明了。样机的稳态及动态实验结果表明,在亚同步、超同步及同步等较宽的转速范围内转矩观测稳定、准确;在速度给定阶跃变化及负载扰动的动态过程中,系统运行稳定。

不等匝线圈转子结构的无刷双馈电机研究

无刷双馈电机转子谐波含量大,导致电机损耗大、效率低,制约了其工业应用。为了解决这个问题,运用绕组齿谐波原理和正弦绕组原理,提出一种采用不等匝线圈设计转子结构的无刷双馈电机,并结合设计实例进行了详细分析。这种新结构能有效提高转子绕组在两种不同极对数下的导体利用率,并减少其它谐波含量。通过建模仿真和样机实验验证了结构设计的正确性。样机实验结果表明,不等匝线圈转子结构的无刷双馈电机能克服传统无刷双馈电机存在导体利用率低、谐波含量大的问题,具有良好的性能指标。

不同转子结构无刷双馈电动机转子耦合能力与运行性能的对比分析与实验研究

无刷双馈电机在节能调速系统具有广阔的应用前景。在分析无刷双馈电机转子结构和发展历程,并对比优缺点的基础上,提出了充分发挥磁场调制能力的新型混合转子结构。采用能量摄动法对混合转子无刷双馈电机的电感参数进行计算,利用有限元分析软件进行电动机特性仿真,提出并研制了新型混合转子和磁障转子共用同一定子的两台无刷双馈电动机实验样机,并进行了对比实验研究。结果表明:与磁障转子相比,混合转子的磁场能力获得了进一步提高,运行性能进一步改善。研究结论为新型混合转子无刷双馈电动机的推广应用提供了理论和实验基础。

无刷双馈电机的研究现状与最新进展

无刷双馈电机以其无滑环电刷、运行可靠、功率因数可调、变频器容量小等优点受到了广泛关注,学者们就其磁场调制机理、定转子结构、控制策略等进行了深入研究,结果表明,此类电机适用于变频调速和变速恒频等领域。该文分析了它们的磁场调制机理及工作特点,总结了一般定转子结构以及若干特殊结构,并对多种控制策略进行综述。另外,还讨论了无刷双馈电机在不同领域的研究和应用,总结并展望了相关理论与技术研究的发展方向。

考虑饱和影响的绕线转子无刷双馈电机性能

无刷双馈电机的磁路中同时存在两种不同极对数且不同转速的磁场。由于磁场分布的不对称性及时变性,传统的分析方法很难考虑饱和对电机带来的影响。本文建立了无刷双馈电机的有限元模型,并利用瞬态分析法分析了其相关运行性能,研究了功率在两套绕组中的分配规律。由于有限元模型考虑了磁场的饱和效应,故其计算结果相比传统方法更接近实测值,相关实验证实了该模型的有效性。

变频器-无刷双馈电机调速系统的仿真研究

根据克朗的张量电网络理论,建立了变频器-无刷双馈电机调速系统的数字仿真模型,该模型通过二次网络变换,可自动处理由开关元件组成的时变拓扑结构网络,并通过与无刷双馈电机方程的耦合,建立了系统的统一状态方程,实现了变频器—无刷双馈电机调速系统的快速仿真。

绕线转子无刷双馈电机开环控制下的稳定性研究

无刷双馈电机(brushless doubly-fed machine,BDFM)作电动机运行时,其稳态转速只由功率绕组和控制绕组的频率和极对数决定,而不随负载的改变而改变,它具有良好的机械特性和优良的调速性能,并且控制用变频器提供的功率只占电机总功率的一小部分,故无刷双馈电动机应用前景广阔。然而,研究发现,在开环电压控制下,电动机运行会产生不稳定甚至失步的现象,其稳定性与电机参数、运行范围以及控制电压有关。该文首先给出绕线转子无刷双馈电机的转矩计算方法,进而通过分析电机的转矩特性提出其在各种运行模式下能够稳定运行的判据,最后通过仿真予以验证。

基于模糊神经网络的无刷双馈电机的仿真研究

研究了模糊神经网络在无刷双馈电机调速系统中的应用,给出了基于神经元网络模糊控制器的基本设计方法。并利用Matlab软件对基于模糊神经网络的无刷双馈电机调速系统进行了仿真。仿真实验表明,与传统的PID控制相比,当电机在转速或者负载发生改变时,利用该控制方法可以获得更好的系统动静态性能。

无刷双馈电机的小信号模型稳定性分析

无刷双馈电机在风机和水泵调速节能驱动等领域有着广泛的应用前景,而影响其应用的关键在于电机的稳定性。在其任意坐标系下dq模型的基础上,推导出功率绕组同步速坐标系下稳态dq模型;提出一种静态稳定性分析的方法,并建立小信号模型;由李雅普诺夫稳定判据得出电机稳定运行的条件,并且根据不同的控制策略讨论其输入条件。利用小信号模型对开环电压控制和简化的矢量控制下带不同动态特性负载的样机进行稳定性研究,并给出了样机的稳定运行区域。计算和试验结果的对比表明,给出的分析方法和模型是正确的。

新型混合式转子无刷双馈电机

具有磁阻效应的绕线式转子无刷双馈电机是一种新型电机,它利用了磁阻式转子的磁通导向作用和绕线式转子接线灵活的特点,具有转子耦合能力强、磁动势高次谐波含量低、电机输出功率密度高等优点。文中介绍这一新型混合式转子结构,并对基于该结构的无刷双馈电机在转子侧无绕组时电机的磁阻效应,以及在转子侧无磁阻效应时新绕组结构电机的电磁性能进行了分析。对定子侧结构相同、控制绕组侧施加相同激励情况下,采用新型混合式转子、双正弦绕线式转子的两种转子结构的无刷双馈电机进行了研究,对比了电机的气隙磁场、电机系统输出功率和电机效率。通过实验与仿真结果对采用新型混合式设计电机的动态性能进行了研究,验证了样机仿真结果的正确性,同时试验结果也表明新型混合式无刷发电机性能的优越性。

无刷双馈调速电机的混合坐标数学模型

提出了一种无刷双馈调速电机的混合坐标系数学模型，该模型将定子功率绕组与转子绕组变换为静止坐标系下的d q 0系统，定子控制绕组采用静止的a b c三相系统，从而使定子控制绕组物理变量直接与变频器及其有关的网络方程联立求解，为变频器-无刷双馈电机调速系统仿真计算提供了有力的理论工具。

无刷双馈电机笼型转子结构对磁场调制的影响

无刷双馈电机具有优越的调速性能,且能够运行于变速恒频发电状态,因此在节能调速以及风力发电领域具有很好的应用前景,但其结构和原理比较复杂。为了研究不同笼型转子结构对无刷双馈电机磁场调制作用的影响,从交流电机的基本电磁关系出发,首先分析了定子功率绕组与控制绕组产生的磁动势和气隙磁密,进而导出了转子笼条的感应电动势、电流和磁动势,在此基础上,用实例说明了笼型结构转子磁动势的特点及其对磁场调制作用的影响,最后用有限元计算对理论分析结果进行了验证。理论分析和仿真结果表明,对磁场调制起主要作用的是笼型转子靠近公共笼条的短路环,通过调整转子短路环分布可以增强有效谐波、削弱无用谐波,由此对笼型转子结构进行优化设计。

无刷双馈电机的建模和仿真

简述 MATL AB/ SIMUL INK软件的特点 ,介绍了无刷双馈电动机的原理和数学模型。在 SIMU L INK环境下 ,并结合该环境下的电气系统模块库建立了无刷双馈电机在转子速旋转坐标系下 (d - q轴 )完整的仿真模型 ,给出了电机起动过程的仿真结果。