Electromotive Force Calculation of Fifteen-phase Induction Motors With Non-sinusoidal Supply

非正弦供电十五相感应电机基波磁动势正幅值与3次谐波磁动势负幅值不在同一位置时的叠加磁动势波形称为常规磁动势波形,此种情况下感应电动势的计算是该种电机电磁性能分析与优化设计的前提。与正弦磁动势或理想叠加磁动势不同,常规磁动势下电机的感应电动势与激磁电流相位因磁路饱和不再相差/2,为此提出把感应电动势作为激磁电流流控电压源的处理方法。鉴于电机每半个极下气隙磁密波形不再相同的情况,提出基于电机1个极距区域的拓展分布磁路法计算气隙磁密,进而求出基波感应电动势与3次谐波感应电动势。非正弦供电十五相感应电机样机的感应电动势计算值与实测值相互吻合,说明了拓展分布磁路法计算感应电动势有效且具有较高的准确度。

多相电机定子绕组组合模式对磁动势与参数的影响

多相绕组不同于三相绕组之处是其具有绕组组合的灵活性,确定多相电机定子绕组组合模式则为电磁设计的前提条件。根据多相电机的运行要求,选择对称三相绕组为多相整流发电机定子绕组的基本组成单元,对称四相或五相绕组为变频器供电多相电动机定子绕组的基本组成单元。针对多相电机相数为偶数或奇数、定子绕组半对称与全对称结构4种组合模式,分别进行磁动势分析与定子参数分析。结果表明,在电机相数为偶数时,半对称组合模式比全对称组合模式更有利于消除空间谐波磁动势;而在电机相数为奇数时,半对称组合模式与全对称组合模式在消除空间谐波磁动势方面没有区别,两种模式下稳态定子参数也相等。分析结果为多相定子绕组组合模式的选定提供了依据。

转子绕组星-环形拓扑结构无刷双馈电机

磁阻式和特殊笼型是目前无刷双馈电机常用的两种转子结构,但采用这两种转子结构的电机导体利用率低、谐波含量大,导致电机性能达不到工业应用要求。提出一种转子绕组采用星-环形接法的绕线式无刷双馈电机,星-环形结构可以提高绕组的导体利用率,这种电机可以作为发电机或电动机。引入基尔霍夫(Kirchhoff)定律用以说明星-环形结构的工作原理,并通过列举绕组实例说明了方法的有效性,同时对所选方案的磁势谐波进行分析。样机实验结果表明,基于星-环形原理设计的绕线式无刷电机具有优良的性能。

基于BP神经网络的转子匝间短路故障识别方法

分析了发电机转子绕组发生匝间短路后的电磁特性,得到了匝间短路后的特征参数。在确定的运行状态下,发电机励磁磁动势故障前后维持不变而励磁电流增大。据此选取故障样本,将BP神经网络应用于发电机匝间短路故障识别。BP神经网络不依赖于发电机的数学模型及其结构参数。最后实测了故障发电机的特征信号,与理论分析结果基本吻合。

高精度永磁直线伺服电动机法向电磁力波分析与计算

永磁直线伺服电动机在运行过程中动、定子之间存在较大的法向电磁力波动,法向力波动引起的振动和摩擦摄动严重影响到高精密机床的定位精度。法向力波动主要由电机气隙磁场作用于动子铁心的法向电磁力波所激发,齿槽效应是影响它的重要因素。为此,采用磁动势磁导法推导出单边平板型永磁直线电机法向电磁力波的解析表达式;分析各阶力波次数和力波幅值对法向力波动的影响。通过对傅里叶分解系数的分析,指出极弧系数和极槽配合是影响法向电磁力波的两个主要因素。利用Ansoft有限元软件对8极12槽单边永磁直线电动机进行仿真分析,仿真结果与解析结果基本一致,验证了法向电磁力波解析分析方法的正确性。

非正规定子绕组的谐波分析

为解决定子绕组采用非正规排列的电机的谐波分析难题,以单个线圈为基础,对定子采用非正规排列的异步机的绕组谐波进行分析,推导出每相绕组谐波的分布系数、绕组系数的计算公式,进而导出绕组谐波的三相综合分布系数和三相合成磁动势等相关参数的表达式,并通过计算机辅助设计系统给出非正规异步电机的谐波分析结果和转矩-转差率曲线.

分数槽集中绕组永磁电机低谐波设计方法综述

分数槽集中绕组永磁电机谐波大的弊端限制了其在航空航天、机器人等高端领域的广泛应用。研究分数槽集中绕组电机低谐波设计方法,避免因谐波引起过高的转子损耗及振动噪声,具有十分重要的现实意义。通过对分数槽集中绕组永磁电机电枢绕组磁动势谐波及电枢反应磁场谐波进行分析,从分布效应、相移技术、内置磁障及齿槽结构等四方面对永磁电机低谐波设计方法进行归类,介绍并分析了每类典型技术方法的特征及优缺点。最后,对分数槽集中绕组永磁电机低谐波设计方法进行了总结和展望。

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。

感应电机中磁动势空间矢量与电流空间矢量关系式的推导

利用电机统一理论及功率不变正交变换推导了感应电机中定子磁动势与定子电流空间矢量以及转子磁动势与转子电流空间矢量的关系表达式,给出了它们在电机空间复平面中的复数表达式,阐述了其物理意义,最后以一个实际的绕线式转子异步电机为例,通过在m atlab仿真平台中编程,得出了仿真曲线,仿真结果表明所推导的表达式是正确的。