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。

超窄间隙焊剂带约束电弧电压及电流波形特征

为认清焊剂带约束电弧在超窄间隙中的作用,在放置焊剂带的I形坡口中进行熔化极电弧焊接试验.试验发现,坡口侧壁根部焊剂带裸露高度,控制着坡口侧壁的熔化高度;当裸露高度很小时,电弧的作用范围主要集中在坡口的底部,短路结束燃弧开始时弧长较长,在电压波形上表现为初始燃弧电压高,随后快速降低;电流波形反映出较高的短路电流峰值.结果表明,随裸露高度的增加,电弧作用范围从坡口底部向侧壁扩张,电弧长度缩短,瞬时燃弧电压降低,燃弧后电压下降速度变慢,甚至不再下降;同时反映出短路频率提高,短路电流峰值减小,瞬时短路出现几率增加.

角度位置控制时开关磁阻电动机的磁通波形及损耗计算

对开关磁阻电动机的磁场进行了分析,得到了电机铁心各部分的磁通密度波形及变化规律。在磁场分析所得数据的基础上,对磁密波形进行了傅里叶级数分解,把非正弦磁密波形分解和转化为一系列不同频率的正弦波形,由此计算出开关磁阻电动机铁损中的涡流损耗与磁滞损耗,并在传统数学模型分析的基础上加上了修正因子。最后对一台2.2kW的开关磁阻电动机进行了铁耗和其它损耗计算,比较了电机磁场的谐波含量对铁心损耗的影响,为减少开关磁阻电动机铁心损耗、提高电机的效率及优化设计提供了理论基础。

基于改进STEINMETZ方程的SR电机铁损研究

本文提出一种基于改进STEINMETZ方程的新的计算SR电机损耗的方法,通过对定转子轭部和极部的磁密波形进行分解,归纳其分布周期及规律;详细系统进行了铁损的数学推导;并将计算结果与有限元分析结果进行对比验证,验证了该计算方法的准确性。本文的损耗计算方法可推广至不同相数和极数的各种电机,并且损耗求解与模型完全独立,确保了调速系统的动态性以及方法的通用性。

径向充磁圆环磁钢表面磁感分布及磁通量测量系统设计

介绍了径向充磁的圆环形磁钢表面磁感分布测量原理,推导出磁钢表面磁感与基准波形的内在联系,给出了便于自动化测量磁钢磁通量的方法,最后描述了该系统的组成、主要结构和测量结果。

正弦及谐波激励下铁磁材料损耗模型的改进和验证

通过搭建爱泼斯坦方圈磁特性测量系统,首先对铁磁材料在宽频率范围内的正弦磁损耗进行实验研究,综合考虑材料动态损耗的特性,在经典损耗分离模型的基础上提出动态损耗系数,建立改进的正弦磁损耗模型并进行实验验证。在此基础上,为了解决铁磁材料在谐波激励工况下磁损耗的建模方法问题,综合考虑磁通密度波形畸变后的特征,将谐波磁通密度波形分解为主磁通和局部反转磁通,并进行正弦化近似处理,之后结合外推磁滞损耗法、经典涡流损耗公式以及上述动态损耗系数,建立谐波激励下铁磁材料的损耗计算模型。最后对谐波激励下实验数据和计算数据进行对比分析,结果表明,引入动态损耗系数的损耗计算模型在任意谐波激励下均可获得较高的预测精度,从而验证所提损耗模型的有效性和可行性。

轴向磁通空气心永磁同步发电机的谐波抑制

通过改善永磁体形状为正弦形,优化轴向磁通空气心永磁同步发电机的电动势波形。利用解析法计算正弦形永磁体的轴向磁密分布。通过有限元软件分析、比较了不同极弧系数情况下正弦形永磁体结构电机的磁密分布和电动势波形。最终得出结论:对于正弦形永磁体,随着极弧系数的增大,电机气隙磁密波形以及电动势波形的总谐波失真度逐渐减小,波形更加趋近正弦波形。

无刷直流电机中气隙磁密及电势波形的计算

用解析函数拟合无刷直流电机的气隙磁密分布 ,求取了电机定子磁链随转子位置角的变化 ,进而求得电枢绕组电势波形。给出了该方法计算结果与有限元分析的对比。

三相交流永磁同步电动机电磁振动的理论建模与分析

交流永磁同步电机效率高、寿命长、运行可靠、维护简单,是未来调速电机重要的发展方向之一,对其电磁振动建模分析是研发低噪音交流永磁同步电机的基础。从永磁同步电机的结构出发,推导了三相交流永磁同步电机的磁密、径向电磁力以及振动的理论模型,从理论角度对永磁同步电机电磁振动的影响因素进行了分析,并给出了电机电磁振动的主要频率。通过理论建模和仿真分析得出,当永磁同步电机槽数接近2倍、4倍、6倍或8倍电机极对数时,电机产生振动频率为2倍、4倍或6倍基波频率的振动。这一结果的提出为设计同类型的永磁同步电机提供了参考依据。

新型盘式横向磁通永磁电机及其空载电动势波形的解析计算

盘式横向磁通永磁电机具有横向磁通永磁电机和盘式永磁电机的综合优势。本文提出一种新型盘式横向磁通永磁电机,首先给出了该电机的原理结构及优越性;然后将其转子盘沿径向等分成若干单元,并基于转子盘磁体的体积积分,求得定子相绕组的永磁磁链,进而求得该种电机空载电动势波形的解析表达式;最后通过三维电磁场有限元方法和样机实验方法验证了所给出理论解析计算的正确性。

永磁同步电主轴电磁振动研究

建立了永磁同步电主轴电磁场和电磁振动有限元仿真模型,借助MATLAB软件对振动仿真结果进行频谱分析,得到了电磁力波的波次和频率。将仿真结果与实测加速度频谱进行比较,验证了该有限元模型的实用性。分析了永磁同步电主轴电磁振动产生机理。确定了电磁振动产生的原因是径向电磁力引起的电主轴定子的共振。提出电磁力波形重构的分析方法,消除了与定子结构固有频率相近的谐波成分,从而降低了电主轴的电磁振动。为永磁同步电主轴减振研究提供了一种新的方法。

电动汽车永磁同步驱动电机优化波形质量方法

为了提升电动汽车的品质,控制永磁同步电机的振动与噪声,在对内置式永磁同步电机的空载气隙磁密波形与转子磁体结构关系研究的基础上,提出了一种新的气隙磁密波形优化方法.在均匀气隙下,使单个磁极的磁密在空间上不均匀分布.设计了"M"型新转子结构,对"M"转子结构永磁同步电机建立了有限元分析模型,并进行了有限元分析.结果表明:"M"转子结构的气隙磁密波形接近于正弦波,气隙磁密空间各成份谐波含量明显减少,气隙磁密波形正弦畸变率也有所减小,谐波得到了有效抑制.

电磁导弹的两个工程问题

解决了电磁导弹的两个工程问题,即电磁导弹激励源时城波形的必要条件是波形函数必不连续;周期信号也能产生电磁导弹。为了应用,对实际能产生的激励信号在有限的距离之內呈现的电磁导弹效应进行了讨论。本文得到的结论对电磁导弹的实际应用有重要的价值。

磁通门信号的数字信号处理方法

为了提高磁通门的动态测量范围、测量精度及其工作稳定性,提出了一种以DSP数字信号处理器为主的磁通门信号处理方法。根据双铁芯磁通门的基本原理,对磁通门感应信号进行模数转换、数字波形"门"处理和数字带通滤波等数字信号处理。仿真结果表明,此种磁通门数字信号处理方法可有效减少磁通门噪声,提高磁通门灵敏度和测量精度,为数字磁通门磁强计的应用研究提供了参考。

利用数字式谐波反馈实现交流磁测量磁通波形正弦

在磁通正弦条件下进行软磁合金交流磁性测量可以获得高准确度的测量结果.利用数字式谐波反馈原理,通过对磁通波形的分析获得了磁通波形中的谐波含量,然后在电源输出端补偿与磁通波形中谐波幅值相反、相位相同的谐波,使磁通波形得到了改善.通过对硅钢样品在不同磁化程度时的测量,检验这一方法.当硅钢样品磁化为1·87T时,经谐波反馈后次级电压的波形系数也能满足国家标准的要求.

多相感应电机任意非正弦气隙磁密的磁动势分析与应用

多相感应电机转矩密度的提高依赖于非正弦气隙磁密行波的合理构建,由于传统的电流相位、幅值控制策略无法给出期望的非正弦磁密行波,因此文章研究了控制多相感应电机定子相电流中基波和谐波幅值、相位、频率的大小来构建期望的气隙磁密波形的方法。首先基于单根载流导体产生的气隙磁动势波形,推导了任意相数、不对称、包含任意高次谐波电流波形激励的具有典型绕组结构的多相感应电机的磁动势分布表达式。根据以上磁动势分析结论,多相电机可通过变电流相序变极。针对气隙磁密行波逼近方波波形的案例,根据所提出的磁动势分析方法分析和预测了理想空载励磁电流的波形。将预测波形和方波供电下的励磁电流波形进行了比较,从FFT分析结果来看,仍需微调各次谐波电压相位,从而实现各次电流相位完全一致。

一种基于差流波形特征的励磁涌流识别方法

提出了一种基于差动电流波形特征的励磁涌流和故障电流识别方法。励磁涌流的共同特征是受铁芯饱和程度的影响,差动电流是流过励磁绕组的实际电流,因而这一特征表现得更加明显。定义波形系数为磁通未饱和部分对应的电流在整个周期中所占比例,当系数大于阈值时判定为励磁涌流。为防止误动,当系数小于阈值时,引入"是否完全偏向时间轴一侧"作为辅助判据,使得该方法更加可靠。最后进行空载合闸仿真试验,证明了该方法能识别各种情况下的励磁涌流,性能优于二次谐波制动和间断角判据。

多转子极DSEG风力发电机的铁耗分析

风力发电机在低速高功率场合多采用多极对数的典型特征结构,电励磁双凸极风力发电机设计可以通过多转子极结构设计实现这种多极对数的典型特征结构。然而,转子极数的增加会明显的增加电机的铁耗。针对24-32极电励磁双凸极发电机分别分析了电机不同部分的磁通波形,并运用铁耗独立模型对铁耗进行了傅里叶分析和计算。通过分析和计算得到了电机在额定工作点的铁耗分布和不同负载下的铁耗。最后总结了不同负载下铁耗的变化规律,并通过分析对铁耗的变化规律进行了解释。

四相横向磁场电机驱动器的波形配置系统

利用"软件即是仪器"的方法,设计了电流波形的配置系统.此系统支持正弦波、三角波、方波等3种标准波形的直接调用和任意波形数据的输入,并采用串口与下位机通信,将波形数据下发到ARM里.实验表明,在没有增加硬件的情况下,利用LabVIEW平台实现的波形配置系统,不必为切换驱动波形而重新烧写ARM程序,使实验更加简单方便.

基于数字反馈的单片铁损测试仪的设计与实现

针对中小变压器和电机生产企业对电工钢片铁损现场检测的需求,利用基于数字反馈法的波形控制技术,研制了一款电工钢片单片铁损测试仪。首先采用STM32F103RC微控制器内部集成的12位DAC产生励磁信号;接着采样U型测试探头的磁感应强度信号以进行波形控制,使得磁感应强度及波形系数误差均小于0.1%;最后同步采样励磁电流和感应电压,进行铁损计算。实验结果表明,该测试仪有效地保证了磁感应强度及波形系数误差均小于0.1%,满足单片铁损测试过程中磁感应波形正弦的要求;提高了铁损测试速度和精度。