直线型变压器储存能量与磁芯和电路参数的关系

定义了直线型变压器 (LTD)初、次级等效回路电感分别与激磁电感的比值系数。在N级模块串联LTD分别连接电容或电感负载时 ,获得了磁芯磁感应增量及单位体积传输的最大能量与磁芯和电路参数的关系。利用LTD等效电路与PSPICE程序相结合 ,计算了LTD性能 ,给出判断磁芯是否饱和的简便方法。

长定子直线感应电机饱和特性和非线性计算

提出了一种应用于电磁发射场合的新型无槽双边长定子直线感应电机,该电机取消了传统电机的齿槽结构,增大了电机定子绕组的导电面积,降低了电机损耗和温升。基于电磁场有限元仿真计算得到了电机定子漏感和励磁电感的饱和特性,给出了电机非线性工况的计算方法。实验结果和计算结果的比较验证了计算方法的正确性。

计及铁心饱和直线感应电动机模型及参数研究

在整体尺寸受限的大载荷运输场合,为提高直线感应电动机的功率密度和推力密度,电机需要运行在大电流(10 kA以上)工况,此时电机铁心处于饱和状态。对铁心饱和直线感应电动机的模型进行了理论分析,并利用试验摸索了铁心饱和规律,得到了铁心饱和程度随电流增大而增加,随转差频率增大而减弱的结论。在铁心饱和规律的基础上,利用最小二乘法分别基于实测电磁推力频率曲线和端口电压实测曲线对不同饱和工况下的激磁电感和定子漏感进行辨识。上述规律的正确性、参数辨识方法的可行性及精度通过峰值功率为100 MW、最大出力为400 kN的大功率直线感应电动机实验系统进行了验证,为铁心饱和直线感应电动机的模型和参数的精确获取提供了参考。

双定子直线感应电机饱和特性分析

基于电磁场理论,提出一种双定子直线感应电机电感饱和特性的理论计算方法。该方法利用简化的多折线来近似实际的铁心磁化曲线,基于该简化磁化曲线,利用磁路法计算了电机的铁心磁阻及气隙磁阻,并将铁心磁阻折算到气隙磁阻中,推导出一种计及铁心磁阻的电机等效饱和气隙表达式,利用该式可方便的计算出电机饱和电感。另外,该文将三维有限元计算和理论解析计算相结合,有效的计及了电机端部线圈对饱和的影响。最后,建立了双定子直线感应电机的耦合饱和模型,并通过实验验证了模型的有效性。

CO_2电弧焊动态特性的仿真研究

利用MATLAB仿真软件建立起CO2 电弧焊的动态模型 ,重点分析了电源输出回路的电感对其动态性能的影响 ,并比较了不同数值的线性电感以及可饱和电感。

考虑磁饱和的感应电机MTPA转矩控制

感应电机的最大转矩电流比(MTPA)控制算法根据需求转矩调节磁链幅值,以达到转矩与定子电流比值的最大化。因磁链随转矩的变化而变化,不再像传统控制算法保持磁场幅值恒定,磁场非线性饱和效应会对控制系统产生影响。针对此问题,该文提出考虑磁饱和特性的MTPA转矩控制系统。根据需求转矩以及饱和模型,通过线性搜索寻找最优磁链目标值,并在计算励磁电流时考虑d轴转子电流的动态特性,用降阶观测器观测转子磁链,并在设计滑模磁链控制器以及反步法设计转矩控制器时考虑观测误差,以确保控制器参数的设置能达到全局稳定。仿真和实验结果证明了所设计控制器的有效性。

弧焊逆变电源变结构控制规律的仿真研究

建立了CO2 电弧焊的仿真模型 ,利用MATLAB软件对控制系统的动态过程进行了仿真试验 .分析了输出回路中不同的直流电感 (线性直流电感、可饱和电感、可变电感 )对电源输出电流波形的影响 ,并获取了CO2短路过渡焊最佳的电流波形 .仿真试验表明 ,只有采用可饱和电感和可变电感才能满足短路过渡过程中各阶段动态性能的要求 ,以达到减少飞溅的目的 .

弧焊逆变电源输出回路直流电感的分析与设计

介绍了CO2焊“电源-电弧”系统的数学模型。通过计算机仿真分析了输出回路的直流电感对弧长变化的动态响应和对输出电流波形的影响,提出了采用可饱和电感和可变电感的必要性;阐述了可饱和电感和可变电感的设计原理,并给出了实例。

六相圆筒式直线感应电机磁路计算及饱和特性分析

基于磁动势理论,给出了一种优化改进后的直线感应电机分布磁路计算方法,并将该方法应用于六相圆筒式直线感应电机。分析了该电机纵向边端铁心对磁通密度分布的影响,在此基础上给出了电机磁路分析模型,推导了磁路方程,给出了气隙磁通密度矩阵表达式和详细的求解过程。利用该方法可以简便快捷地计算出电机各部分磁通密度分布以及气隙饱和系数,计算精度与有限元数值计算相当。另外,基于气隙饱和系数,结合电机饱和电路模型,推导了初级电流与气隙饱和系数之间的关系。通过样机推力试验验证了上述计算方法的准确性。

高速短初级直线感应电动机等效电路模型及时变参数辨识

由于受到动态纵向边端效应和铁心饱和的影响,直线感应电机传统等效电路模型电磁参数时变。针对此,本文提出了多因素耦合影响下高速短初级直线感应电机等效电路模型及其时变参数辨识方法。首先,分析不同工况下电机推力变化规律;其次,分析电机电磁参数与运行工况之间的规律,提出激磁电感和次级电阻修正系数,构建直线感应电机改进等效电路模型,并通过响应面分析法计算两个修正系数;最后,开展样机静态堵驻实验和动态实验。计算和实测结果表明:推力计算值与实测值误差不超过4.1%,端口基波正序阻抗的实部、虚部计算值与实测值误差不超过4.7%,验证了时变参数辨识的准确性。

城市轨道交通中直线感应电机的非线性设计

本文提出用于城市轨道交通系统的直线感应电机(LIM)的非线性设计方法。该方法采用二维时步有限元法和外部驱动电路联立求解,考虑LIM的磁轭和背铁材料中的磁饱和现象和运动速度对端部效应的影响,直接计算出LIM在起动和正常工况运行时的电流、电压、磁密、推力、效率等参数。与传统的线性设计方法相比,非线性设计得到的电流与推力关系更为准确,为正确选择电机的冷却容量和驱动变频器的伏安容量提供了可靠的依据。计算实例验证了新方法的有效性。

损耗减小的永磁同步电机转矩脉动优化控制

针对永磁同步电机(PMSM)驱动系统的转矩脉动优化问题,提出一种基于最优定子电流解析计算,同时考虑损耗最小化的PMSM转矩脉动优化控制方案。通过理论推导和解析计算,可得到效率最高和转矩脉动最优的电机定子电流表达式,可同时适用于瞬态和稳态下的转矩脉动最小化控制。新型控制方法使用了新型的线性模型,建立了在最大转矩电流比(MTPA)控制下电感和定子电流之间的关系,故解析计算中不再涉及电感,可有效降低磁饱和度的影响。最后,基于实验室PMSM驱动系统试验平台,验证了新方案的瞬态和稳态控制效果。

200千伏脉冲锐化器

描述了在高压脉冲发生器中用非线性电感改善脉冲上升时间的原理，电感铁芯材料的选择和线匝的绕制方法。给出了２００ｋＶ锐化器的试验结果，上升时间从１．５ｕｓ压缩到０．３ｕｓ。

直线感应电机非线性参数计算

针对直线感应电机在饱和状态下会使三维电磁场有限元模型进入非线性迭代,从而极大增加了计算的时间成本这一问题,提出了三维线性分析和二维非线性分析相结合的计算方法对强三维直线感应电机进行计算.首先,在三维有限元模型中获得线性工况下的电机电磁参数;其次,在二维有限元模型中,获得激磁电感和激磁电流之间的非线性关系,并利用迭代方法获得激磁电感;最后,开展了静态堵驻试验.结果表明:计算值与试验结果较为相符,验证了该方法的准确性,可以极大了减小三维非线性计算的时间成本,适用于大尺寸电机方案频繁调整的优化设计阶段.