基于有限元仿真的高频高压变压器分段绕组漏感设计方法

为实现高频高压变压器漏感参数的精确控制,提出了一种结合有限元仿真和绕组分段概念的漏感设计方法。首先,将低压绕组分段,并对漏磁路进行集中参数等效。类比平面几何直线公理,给出各分段绕组匝数分配调节过程中漏磁路磁阻恒定这一假定,并由此推导出漏感同各分段匝数及2—3种给定特例漏感值之间的关系式。然后,通过有限元仿真求得特例情况下的漏感值。最后,以低压绕组两分段为例,对3种布局、4种气隙分情况讨论,并将有限元仿真结果同该方法计算结果进行了对比。结果表明:不同布局、气隙搭配组合下的漏感相对误差均在可接受范围内。此外,漏感调节过程中,励磁电感的变化很小,进一步验证了该设计方法的有效性和适用性。

改接和重绕成分段绕组电动机节电及实例浅析

一、概述在以节电节煤为中心的节能经济建设时期,电机行业设计和制造出第一代、第二代……高效率、低能耗电动机推广应用,为我国节电工作做出了贡献,这仅仅是电机全面节电工作的一个侧面。合理使用电动机,提高电动机修理质量,根据企业厂矿电动机所带负荷的变化和功率因数降低的具体情况,采用各种有效措施使运行的电动机适应负荷变化而达到经济运行,既能杜绝大马拉小车的不合理运行,又能提高电动机功率因数和效率,这是电动机运行节电的另一个侧面。在现阶段它比前者更为重要。虽然高效率、低损耗的电动机逐步广泛应用,如不重视合理使用和经济运行,也将达不到节电目的,同时。

基于匝数气隙双分段的改进绕组函数解析分析方法

可变磁阻旋转变压器由于其耐高温、受机械振动影响小、结构简单等优点广泛应用于恶劣工作环境的转子位置检测。此前工作提出了一种内定子变磁阻旋转变压器径向集成在永磁同步电机中的混合双定子电机结构,并采用改进绕组函数法(Modified winding function approach,MWFA)对其磁场分布和电磁参数进行解析分析。然而,解析计算得到的气隙磁通密度在槽开口处与有限元分析结果相比仍存在偏差。为此,提出分段绕组函数法(Segmented winding function method,SWFM),通过考虑磁场和绕组的实际分布,对气隙和线圈匝数函数进行分段处理,进一步提高解析计算结果的精确性。利用该方法计算气隙磁通密度和励磁绕组自感,并将SWFM和MWFA结果与有限元分析进行对比,验证所提方法的有效性。

初级绕组分段永磁直线电机段间推力优化控制

为克服初级绕组分段永磁同步直线电机(PWS-PMLSM)动子在定子段间运行中存在的推力波动,提高电机的动态响应能力,结合双逆变器交替供电模式提出了一种复合控制方法。利用有限元方法分析了动子出入定子段过程中各定子电磁参数的变化规律,从而建立了PWS-PMLSM的数学模型。依据电机模型,分析了段间推力波动产生的机理,提出了定子段间电流同步跟踪策略来减小各段间电流差异,但此方法依赖于极高的电流响应速度,因此又结合改进的PWM预测控制方法来提高电流调节速度,实现段间电流同步控制。段间电流同步跟踪结合改进PWM电流预测控制方法可以有效抑制PWS-PMLSM段间推力波动,提高系统动态性能。对所提算法进行了仿真和实验验证,并取得了良好的效果。

绕组分段永磁直线电机切换位置传感器故障诊断及容错控制

绕组分段永磁直线同步电机绕组切换过程中位置传感器信号的丢失,将导致电机速度剧烈波动,引起电机失步。针对以上问题,提出一种切换位置传感器故障诊断及容错控制方法。设计了绕组切换位置检测方法,研究了位置接近开关传感器的故障类型及信号特征,利用动子的运行速度及相邻的位置传感器信号进行传感器状态预测,并结合相邻传感器的边沿触发顺序及传感器状态预测值进行故障诊断。当检测到位置传感器故障时,隔离发生故障的传感器,采用估计值替代故障传感器输出驱动信号,可靠切换绕组分段永磁直线同步电机定子绕组,实现传感器容错控制。利用绕组分段永磁直线电机无绳提升系统进行了实验研究,研究结果表明,当增大传感器间隙,模拟传感器信号丢失故障时,电机定子绕组仍能可靠切换,电机速度运行平稳,该位置传感器故障诊断与容错控制方法可以满足绕组分段永磁直线电机切换控制实时性和可靠性要求,实验结果证明了其可行性和有效性。

基于电流误差矢量的绕组分段永磁直线同步电机电流预测控制

为了在不降低电机的推力平稳性的前提下,使直线电机具有大推力、高效率的特性,提出了绕组分段永磁直线同步电机。该电机的定子铁心连续,而初级绕组断开,推导了该电机的离散系统模型。通过电流误差矢量的定义与价值函数的选择,阐明了基于电流误差矢量的电流预测控制方法的原理。针对绕组分段结构的特点,将动子运动区域分为5个子区间,并介绍了不同区间中各段电机电流预测控制方法的实现。实验结果表明,系统电流控制的动态响应特性良好,且动子能够顺利经过共用区。

绕组分段永磁直线同步电机切换控制研究

为了实现绕组分段永磁直线同步电机(SW-PMLSM)稳定运行控制,对绕组切换控制方法进行了研究。结合SW-PMLSM的结构及调度策略,分析了绕组切换过程中的推力变化,认为永磁体动子纵向的长度等于单台定子纵向长度的整数倍时,动子在移动过程中所受的合成推力将基本维持不变。提出了基于PMLSM直接推力控制及PLC绕组切换运行控制的总体方案,设计了动子位置检测及绕组切换控制系统。最后利用SW-PMLSM直驱无绳提升机进行了实验研究。实验结果表明,SW-PMLSM定子绕组切换过程运行平稳,能耗制动可将电机的运行速度限制在一个稳定范围,具有较好的后备保护功能。

广义特征法分析分段层式绕组模型瞬态特性

为了研究瞬态过电压对层式绕组绝缘特性的影响,设计制作了分段层式绕组模型,该模型分为4段,每段5层,以每1层为1个单元,共分20个单元.根据绕组模型尺寸结构,计算电感、电容参数,建立等值电路.应用割集分析法分析分段层式绕组等值电路,得到该绕组模型等值网络微分方程组,通过广义特征法解微分方程组.在等值电路中部施加雷电波及VFTO信号,计算其他各个单元节点的电压波形,通过计算的电压信号拟合沿绕组的电位分布与梯度分布.为层式绕组的绝缘结构设计提供了理论依据.

基于矢量控制的初级绕组分段PMSLM系统建模及仿真研究

针对初级绕组分段永磁直线同步电机所特有的分段供电问题,文中采用空间矢量解耦的方法,搭建了初级绕组分段式永磁直线同步电机的数学模型,并在此基础上搭建了一种可以对初级绕组进行分段供电的矢量控制模型。通过比较分析每段初级绕组所产生的合力与运动体和单段初级绕组全部耦合时所产生的推力是否相等,判断所搭建的模型的准确性。在MATLAB/Simulink环境下进行仿真,结果表明运动体在段间和段内所受到的推力相等。该结果说明所搭建的模型可以有效、快速反映动子位移,实现精准绕组切换,达到分段供电的目的。

初级绕组分段PMLSM段间损耗最优控制

文章针对于初级绕组分段永磁同步直线电机(PS-PMLSM)的工作特点,提出了一种基于双逆变器交替驱动模式下的段间损耗优化供电控制策略。当动子出入相邻两段定子过程中,依据动子与各定子段的耦合程度,利用拉格朗日条件极值法分别为每段定子提供不同大小的驱动电流,其意义在于可进一步减小在此过程中的电阻损耗提高了系统效率,同时还保持了平稳的段间推力。最后,通过仿真与实验对提出的方法进行了验证。

绕组分段永磁直线同步电机预设性能滑模反推控制

针对绕组分段永磁直线同步电机(WS-PMLSM)参数变化和负载扰动问题,设计一种基于预设性能的指令滤波滑模变结构反推控制器(PPSC)。给出绕组分段永磁直线同步电机的数学模型,使用反推法设计控制器,对于设计控制器中的微分膨胀问题,使用指令滤波解决,并补偿指令滤波误差。为了增强系统动态性能和鲁棒性,引入滑模变结构方法。该控制器与传统的PID控制器进行对比,仿真结果表明,该控制器有更好的鲁棒性。

分段箔绕浇注式绕组气道放置的探讨

根据环氧树脂浇注干式变压器箔式绕组的结构特点,综述了分段箔绕绕组放置气道的必要性和可行性。

一种新的分段层式绕组换位方式

对于电抗器具有电流大、匝数少的特点,其绕组一般采用多根导线并联的分段层式绕制方法,而分段层式的换位方法一般采用每段每层分别完全换位,这种换位方法虽然可以达到完全换位的目的,但是大大降低了绕组绕制的效率。本文中作者针对该问题采用漏磁对导线产生的涡流进行了精确计算,优化了换位方法,以实际的电抗器作为计算实例,进行了详细的说明。

变压器分层绕组模型变焦遗传算法的参数辨识

电力变压器分段绕组的传递函数模型可用来实现局部放电的精确定位.受制于测量条件,其模型参数辨识较为困难.文章应用遗传算法来解决电力变压器分段绕组模型参数辨识的问题,在绕组套管上施加一脉冲信号,通过在接地端测量其响应,在分段绕组的RLC数学模型基础上,假定分段绕组各单元的绕组之间绝缘损耗Rs,对地电阻Rg,线圈之间电容Cs,线圈对地电容Cg,绕组损耗R和漏抗L相等,分段绕组之间的互感M通过一个电流控制的电压源模拟,对变压器分段绕组数学模型的参数进行辨识.同时进一步研究了参数变化范围对辨识结果的影响,引入变焦算子大搜索范围与辨识精度之间的矛盾.辨识结果表明,该方法是可行的.

试验研究VFTO作用下层式绕组暂态特性

为了研究特快速暂态过电压(VFTO)对层式绕组绝缘的影响,设计制作了分段层式绕组试验模型,该模型分为4段,每段5层,以每1层为1个单元,共分20个单元。试验过程分别对该分段层式绕组模型中有铁心和无铁心注入VFTO脉冲电压信号,并采集记录了入波后分段层式绕组模型各个单元节点电压信息,通过各节点电压信息分析了分段层式绕组模型暂态电位分布情况,并根据入波电压和响应电压求出分段层式绕组电压传输函数的幅频特性,分析了分段层式绕组中谐振频率情况。试验研究结果为层式绕组的绝缘结构设计提供了理论依据。