偏斜转子槽形感应电机正反转性能差异的研究

转子槽形沿径向偏斜后的电机电磁性能受电机转向影响。为减小偏斜转子槽形电机正反转时的性能差异,提出一种槽身偏斜槽形,保证槽形的槽口区域轴对称。基于转子槽漏磁模型,对比径向偏斜与槽身偏斜槽形,探讨槽形偏斜后的等效磁路变化,以及转子槽漏抗与主电抗参数随偏斜距离的变化规律。利用冻结磁导率法隔断主磁通的气隙路径,假设由槽内导体电流产生的转子漏磁场仅包括槽漏磁场,计算电机正反转下不同槽形偏斜距离时的槽漏抗值,并根据等效电路模型计算相应的主电抗值。最后,仿真计算两类偏斜转子槽电机的输出转矩与功率因数,结果表明转子槽身偏斜电机正反转时的性能接近,而且受槽形偏斜距离的影响较小。偏斜转子槽形的不对称槽口区域是引起电机正反转性能差异的主要原因。

基于定转子槽结构协同优化的交流牵引电机电磁降噪优化设计方法

针对交流牵引电机存在电磁噪声较大的问题,提出一种基于定转子槽结构协同优化的交流牵引电机电磁降噪优化设计方法。分析了交流牵引电机电磁噪声的产生机理,阐述了在电机定转子槽底部开槽降噪的基本原理与具体设计方法,并对开槽位置与槽口尺寸进行了参数优化研究。最后对降噪效果进行了仿真验证,同时与传统降噪方法进行了对比分析,结果表明采用所提电磁降噪优化设计方法对交流牵引电机定转子槽结构进行优化处理后,在保证其效率有所增加的情况下,电磁噪声得到了显著下降,因而取得了较好的降噪效果。

从电机设计的角度减少高速永磁电机转子损耗

高速永磁无刷直流电机的转子涡流损耗主要是由定子电流的时间和空间谐波以及定子槽开口造成的气隙磁导变化引起的.转子涡流损耗使电机的效率下降并能引起转子永磁体的退磁.从电机设计的角度,采用解析计算和有限元仿真的方法研究了不同的定子结构、槽开口大小以及气隙长度对高速永磁无刷直流电机转子损耗的影响.利用傅里叶变换,得到了分布于定子槽开口处的等效电流片的空间谐波分量,然后采用计及转子集肤深度和涡流磁场影响的解析模型计算高速电机转子损耗,并对解析计算结果通过有限元仿真加以验证.结果表明,3槽集中绕组结构中含有2次、4次等偶次空间谐波分量,该谐波分量在转子中产生大量的涡流损耗.定子结构对高速电机转子涡流损耗影响很大,合理地设计定子结构能够减小转子涡流损耗.

无刷直流电机的理想与非理想定位力矩及其综合抑制方法

可以采用多种有效的方法来抑制无刷直流电动机的定位力矩,但电机各部件制造或材料偏差的存在,使得按照上述方法实际生产出的电机出现较明显的定位力矩。文中从理论上分析了理想与非理想定位力矩的产生机理和规律;以4极9槽和4极12槽径向磁路无刷直流电机为例,采用数值计算和试验的方法定量分析了理想与非理想定位力矩,给出了定位力矩产生的一般规律。采用极槽配合法、磁极优化法、闭口槽法及定子齿冠开槽法抑制理想定位力矩,并分别给出了Z次和2P次非理想定位力矩的抑制措施。计算和试验结果验证了理论分析结论的正确性。

长短叶片尾缘形状对离心泵性能与动静干涉的影响

为探究带分流叶片离心泵内长短叶片尾缘形状对其性能与动静干涉的影响,对长短叶片尾缘压力面与吸力面分别进行不同厚度切削,采用SST-SAS湍流模型对各方案进行非定常数值模拟,结合外特性与PIV试验结果验证其计算准确性,并基于压力脉动、涡量分布分析泵内动静干涉变化。研究结果表明:离心泵长短叶片尾缘压力面切削PSF可有效提高离心泵额定流量点效率,且切削厚度越大,效果越显著,长短叶片尾缘压力面切削PSF还可有效改善额定流量下的离心泵动静干涉效应,减小压力脉动能量损耗,提高离心泵性能,并延长叶片使用寿命,而吸力面切削SSF则会大幅加剧离心泵动静干涉效应。压力脉动与涡量频域分布说明,离心泵叶轮流道内动静干涉主要频率成分为轴频及其倍频,蜗壳流道内动静干涉的主频与次主频分别为fB与0.5fB。对比各方案长短叶片尾缘附近主频涡量得出,短叶片尾缘切削效应较长叶片更为显著。短叶片经过隔舌时涡结构演化程度较长叶片更为剧烈,这一现象导致了长短叶片尾缘附近动静干涉的差异性,由此产生次主频0.5fB。

基于定转子齿开槽的开关磁阻电机振动噪声抑制

振动噪声的抑制是近年来开关磁阻电机研究的热门领域。根据麦克斯韦张量法理论分析了径向磁拉力减小的原理,通过在定子齿顶、转子齿两侧同时开矩形槽,增大了定转子间气隙长度的同时又将一部分沿径向方向的磁通密度改变为切向方向,减小了径向磁拉力,达到抑制电磁振动的目的。利用参数化扫描的方法,对开关磁阻电机的开槽参数进行了优化,得出开槽尺寸,并对比分析开槽前后电机的径向磁拉力。运用Ansys Workbench模块分别对定转子齿开槽前后的电机定子进行模态、谐响应以及噪声分析,得到其模态固有频率、模态参与因子、振动响应频率以及声压频谱。分析结果表明:该方法有效减小了开关磁阻电机的径向磁拉力,改善了开关磁阻电机的振动和噪声。

电动叉车感应电机转子导条运行参数的研究

针对转子导条上的谐波损耗问题,在保持槽面积不变的基础上,对转子槽形进行改进。通过降低转子槽深、降低转子导条上谐波电流的集肤效应的影响、减小导条电阻增大系数,最终减小转子谐波损耗。当电机由非正弦电压供电时,在瞬态场中求解改进前后两种不同槽形转子导条上的谐波损耗,并在涡流场中计算电阻增大系数和电感减小系数。经过有限元软件仿真结果比较,证明改进方法有效。

电动汽车用内置式永磁同步电动机转子结构优化

永磁同步电动机具有功率密度高、调速性能好的特点,成为电动汽车用电机的一个很好的选择。设计的电动汽车用内置式永磁同步电动机采用6极36槽双层绕组结构。利用有限元法分别对"一"型、"V"型、"V一"型结构的性能进行分析,通过比较,选择最适合于电动汽车用的电机转子结构进行优化。同时将采用定子斜槽技术降低电机的空载反电势谐波含量和电机的齿槽转矩。

小波变换和改进谐波法的感应电动机转速辨识

针对感应电动机无速度传感器开环、闭环控制依赖数学模型的问题,建立了由自适应神经网络与小波变换构成的数字低通滤波器,并给出定子磁场定向改进转子槽谐波辨识转速的方法.利用小波变换辨识定子磁链,数字低通滤波器消除谐波信号、白噪声、频率变化等干扰因素的影响,保证准确提取转子槽谐波电压.仿真实验结果表明,该算法具有较强的鲁棒性,可在强噪声下进行信号检测,有效提高转速的辨识精度,使转速可以在很宽的范围内进行调整,并可改善其动态性能和低速性能.

定转子槽配合对高压异步电动机温升的影响

定、转子槽配合选择不当,会引起电机附加损耗增加和电机内风路不畅,从而导致电机温升过高。从实例进行分析定转子槽配合对高压鼠笼型异步电动机的温升及效率的影响,提出解决问题的方法,并推出优选少槽配合方案。

双作用多级滚柱转子油泵优化设计

介绍了国内外抽油泵的类型和特点,并分析了各自的优缺点。以获得专利的双作用滚柱转子泵结构为基础,优化了定子型线和转子槽型,改进了吸排液腔,设计了滚柱平衡装置。改进后有效地改善了滚柱的受力,提高了该型泵的效率和可靠性。

浅谈1.5MW双馈风力发电机定、转子槽型的选择

发电机定、转子槽口形状直接影响到发电机感应电势中的谐波含量,同时影响到整个电机生产制造工艺及电机运行的可靠性。通过对1.5MW变速恒频双馈感应发电机定、转子各种槽型下的谐波分析,可找出在结合生产制造工艺方法及生产设备的基础上,适合的定、转子槽口形状。

SPMSM定转子系统及整机结构的模态分析

基于Ansys平台对一款表贴式永磁同步电动机(SPMSM)建立主要系统包括定子系统、转子系统以及整机的有限元电机模型,并对其主要模态参数进行模态仿真。仿真得到各部分系统的径向模态振型以及固有频率,并分析定、转子系统及整机结构对电机电磁共振的影响,并采用锤击法验证了有限元分析的正确性。试验结果表明,整机固有频率相对误差在5.3%以内,满足实际工程的需要,为后续调整电机结构改变固有频率以期达到减振降噪的效果、避免共振现象,提供了理论依据。

定转子材料组合方式对再制造电机性能影响

为节约资源和提升原电机性能,将非晶材料与硅钢材料组合应用于定转子铁心进行电机再制造。根据定转子材料不同组合方式提出3种再制造方案,基于Ansoft Maxwell分析了不同组合方式对再制造电机磁密、转矩及脉动、铁耗、效率和齿槽转矩等性能的影响,确定了最佳再制造方案,并基于近似叠加算法,采用分段设置定子斜槽削弱了齿槽转矩。与原电机相比,再制造电机铁耗降低51.73%,转矩提高1.43%,转矩脉动降低6.45%,效率提升0.75%,齿槽转矩优化后降低为原电机的19%,表明了再制造电机的优越性。

内置式永磁电机齿槽转矩削弱方法研究

为抑制永磁同步电机齿槽转矩,减少电机振动与噪声,提出一种定子齿顶开辅助槽与转子外圆偏心的结构来抑制齿槽转矩,提升电机的输出性能.首先建立了定子齿顶开槽前后与主气隙分布函数解析式,分析定子开槽与电机主磁场分布及齿槽转矩的关系,同时分析了转子外圆偏心后对齿槽转矩的影响.以内置3相8极48槽V型永磁同步电机为例,利用有限元法对定子齿顶辅助槽个数、槽宽、槽深、槽位置以及转子外圆偏心距等参数进行优化对比分析,获得最优的参数匹配.结果表明:定子齿顶双矩形对称开槽以及转子外圆偏心的方式能有效改善主气隙磁场分布,抑制电机齿槽转矩,优化后的电机气隙磁密5、11、15、17谐波幅值下降明显,电机齿槽转矩峰值降低了59.6%,反电势波形正弦性增强,平均转矩提升,电机输出性能明显改善.

小型五相感应电机设计及槽数选取分析

针对某小型五相感应电机基于磁路法开展初步设计,利用Ansoft软件对电机槽型进行了优化设计,并介绍了通过绕组函数法计算其电感参数的方法;针对小型五相感应电机中定转子槽数进行了筛选,针对定子20槽、30槽、40槽、转子26槽的电机分别进行了仿真分析,验证了设计的合理性,从起动转速、定子电流、径向气隙磁密的仿真对比分析,得出定子40槽可以作为转子26槽的小型五相电机优选的结论。

基于子域分析模型的实心转子感应电机磁场解析

子域分析技术作为一种简捷高效的磁场解析方法,已在电机恒定磁场解析领域获得广泛应用。该文以实心转子感应电机为例,将子域分析技术拓展到电机磁准静态场解析领域。在二维极坐标平面内,将实心转子感应电机求解区域划分为定子槽子域、气隙子域和实心转子子域,从而在复频域建立考虑定子开槽影响的实心转子感应电机精确子域解析模型。该解析模型着重求解实心转子子域的偏微分方程,根据运行方式的不同,分别给出同步运行和异步运行两种工况下的解析表达式。在解析计算结果的基础上,根据磁链法计算实心转子感应电机的运算电感。最后,通过二维时谐有限元分析验证了解析模型的准确性。

凸起形状对轮缘封严结构燃气入侵的影响

为了研究轮缘封严附近凸起的形状对封严效率的影响,采用测量二氧化碳体积分数、腔内压力的实验方法,研究了几种典型的凸起形状对封严效率、腔内压力、腔内流场和无量纲最小封严流量的影响,目的是获得最佳的凸起形状。结果表明,凸起形状的变化对腔内的静压影响不大,封严环附近的静压变化几乎可以忽略不计。而总压和封严效率将随着凸起形状的变化而不同。安装凸起会整体提升腔内的旋流比。当凸起形状为六面体时,腔内的总压和封严效率最大,其无量纲最小封严流量相比于光滑盘平均减少了32%。

转子槽口深度和槽配合对异步电机转子损耗的影响

为了分析转子槽口深度及定转子槽配合对三相变频调速异步电动机转子损耗的影响,采用ANSYS Maxwell软件对1台空载损耗异常的10极、1 100 k W三相变频调速异步电动机转子损耗进行详细分析。通过建立不同转子槽口深度和定转子槽配合的电机模型,结合电机内谐波磁场的理论,对比分析了不同槽口深度和定转子槽配合的电机模型转子铁心与转子导条中的损耗。根据仿真分析结果,对该样机进行改进设计。样机试验结果表明仿真计算的正确性,可为相关电机的设计提供参考。

钟形曲线法对低速大尺寸压气机轴向缝机匣处理扩稳效果的研究

为了降低机匣处理设计过程中的海量试验和计算成本与周期,从实际角度出发,采用了一种可快速判断不同机匣处理扩稳能力的钟形曲线法。其优势在于:不需要对机匣处理方案进行整条特性线计算,只通过比较其在光壁机匣近失速点的对应流量下动叶端区累加轴向动量,即"钟形曲线",就可以快速判断出不同机匣处理的扩稳能力。以缝式机匣处理为示例,在低速大尺寸压气机上设计了三种不同的轴向缝方案,利用钟形曲线对其扩稳能力进行了预估,并完成了实验验证。结果表明,采用钟形曲线法预测扩稳能力与实验结果趋势一致,大幅缩减了轴向缝扩稳效果的评估周期,体现了该方法在机匣处理设计方面具有良好的工程应用价值。