电梯永磁同步曳引机永磁体退磁的原因分析及其判定方法

指出电梯永磁同步曳引机永磁体退磁会导致电梯出现故障,需要找到一种简易判定永磁体有否退磁的方法,以便为现场技术人员判断故障提供帮助。为此,首先介绍了永磁同步曳引机的结构及永磁体材料的特点,其次分析了永磁体退磁的3个原因。然后根据电磁基本原理分析了永磁体退磁对电动机运行参数的影响,提出一种简便快速判定永磁体有否退磁问题的方法,即:将永磁同步电动机的输入电压和电流与设计的输入电压和额定电流进行比较,根据大小进行判断。最后,指出在选择电梯曳引机时,既要考虑产品的适用性、安全性和经济性,也要考虑产品的裕度。

钕铁硼永磁电机永磁体涡流发热退磁研究

为了研究永磁体涡流损耗发热对永磁体磁性的影响,应用有限元分析软件对一台发生退磁的500 kW永磁同步电动机的永磁体进行涡流损耗分析.在600 kW永磁同步电机的研制过程中,采取了一些结构改进措施,并对样机永磁体进行了涡流损耗分析和稳态温度场计算.仿真结果表明,涡流损耗发热会导致永磁体退磁,而采取的结构改进措施能够有效减小涡流损耗.样机实验结果表明,新结构永磁同步电动机运行可靠,可为相关电机的设计提供经验.

永磁同步电动机退磁故障的分析与实验研究

永磁同步电动机(PMSM)因其特有的永磁体结构,和感应电动机相比,存在着不可逆的退磁风险;同时电动机是一个强耦合系统,永磁体发生退磁会导致电动机的损坏,给电动机拖动系统带来严重的后果。分析了永磁体的退磁机理,对各种退磁情况进行了比较研究。以一台4极24槽的表贴式PMSM为例,对直接设定的均匀退磁和局部退磁进行比较分析,得到相应物理量的变化以及退磁故障诊断的方法,并进行了实验验证。通过退磁研究可以判断电动机故障为快速排除故障提供依据,提高生产效率。

轴向磁场永磁同步电机耦合故障特征分析

轴向磁场永磁同步电机在潮湿、高温和振动的环境长时间运转,容易出现匝间短路和永磁体退磁耦合故障。为了实现对耦合故障产生的信号进行特征分析。首先从电机工作原理入手,建立了电机三维有限元模型,并通过对比实验数据和仿真结果,确定了所建电机模型和实际电机相符合。然后结合simplorer实现了有限元模型对匝间短路故障、永磁体退磁故障和耦合故障的模拟。最后,对比了不同故障状态下电机模型的电磁转矩、感应电势和故障相电流等特征量,并分析了特征量各阶次谐波含量的变化。研究结果确定了有效区分单一匝间短路故障、单一永磁体退磁故障和耦合故障的特征量分别为感应电势分数次谐波含量和故障相电流出现的周期为极对数的电流脉动,为该类电机故障特征分析提供一定的参考依据。

永磁直流电机退磁故障仿真研究

永磁体退磁是永磁直流电机的常见故障,可能导致其他更严重的故障发生。因此,对永磁直流电机退磁故障进行早期检测可以有效防止灾难发生,具有重大意义。利用有限元仿真软件Maxwell与Simplorer建立永磁直流电机仿真模型,在模型中通过改变永磁体的矫顽力、剩余磁感应注入退磁故障,实现了电机的退磁故障建模。对仿真得到的定子相电流进行EMD分解,获得一系列固有模式函数,对其进行SPWVD时频分析可以获取信号在不同状态下的时频特征,通过多组仿真数据的时频分析可以总结出时频特征随故障程度的变化规律。仿真结果与实验分析的一致性验证了仿真模型和诊断方法的正确性。

负载特性对不均匀气隙结构异步起动永磁同步电机退磁的影响

不均匀气隙结构的异步起动永磁体同步电机是针对普通异步起动永磁川步电机由于气隙磁场谐波复杂而导致的运行过程中转矩脉动大、电磁噪声高等问题提出的，此结构电机的永磁体退磁情况与普通电机有较大不同。本文基于永磁体内各处的磁场矢量基本相同的原则，利用永磁体内部一点的磁密表征整个永磁体在运行过程中磁密的变化，对不均匀气隙结构异步起动永磁体同步电机永磁体工作点展开了理论研究与有限元仿真。分析了影响电机退磁的因素，研究了施加不同负载与转动惯量时永脱体的磁密变化情况，得到电机稳态运行时和起动过程中永磁体工作点的变化规律，提出了获得永磁体磁密最小工作点的研究方法。

起动条件对永磁电动机退磁状况的影响

本文研究了一台W型钕铁硼永磁体自起动永磁同步电动机在起动过程中的退磁情况,分析了同一永磁体不同点的退磁状况,以及施加不同负载与不同电压时对永磁体的退磁的影响,并得出永磁体边角处更易退磁、低压起动及重载起动时永磁体退磁风险较大3个主要结论。就降低电动机退磁风险提出了一种解决方案,对实际运行中分析永磁体性能和改进电动机设计具有重要意义。

高速外转子永磁同步电机的电磁结构设计

针对外转子永磁同步电机弱磁能力差、高速时效率低的问题,提出了一种使用转子护套的外转子内置式永磁同步电机的电磁结构设计方法。该结构具有良好的安全性能和较宽的高效率区。通过改变转子的结构和尺寸,优化了电机的转矩脉动;从电机磁密云图中,分析了永磁体退磁的基本原因,并使用永磁体倒角和背面开槽的方法提高了永磁体的抗退磁能力。最后通过多物理场有限元仿真,对转子应力和电机效率进行分析,验证了外转子内置式电机电磁结构设计的合理性。

基于奇/偶互补磁场理论的新型自起动永磁同步电机

自起动永磁同步电机在起动时存在电流大、转矩小、永磁体易退磁等不足,制约着该电机在重载起动等领域的工业化应用。该文提出一种奇/偶互补磁场理论,依据奇/偶对极磁场中每相转子绕组的各支路感应电势相位,对转子绕组进行串并联组合,使转子在奇/偶对极磁场中感应电流具有不同的流通路径,进而起动时转子绕组等效匝数降低,转子电阻折算值增大,达到提高样机起动性能的目标。通过对奇/偶互补磁场理论与同位线圈工作原理的分析,推导出样机起动状态等效电路,建立二维瞬态有限元模型。分析堵转时转矩与电流、空载起动气隙磁密、发电机制动转矩及永磁体退磁规律,结果表明,该理论既提高了样机起动转矩、减小了起动电流,进而削弱起动电流对永磁体的冲击,又保证了电机稳态运行性能与同机座号常规永磁电机相同,具有显著的应用价值。

不均匀气隙结构的异步起动永磁同步电机设计

针对异步起动永磁同步电机气隙磁场谐波复杂,而导致的铁心损耗大、电磁噪声高、转矩脉动强烈等不利问题,提出了电机气隙长度不均匀的方法,用以减小气隙磁场谐波,进而减小电机铁心损耗、降低电机电磁噪声、抑制转矩脉动,计算并校验了电机永磁体的最大去磁工作点。有限元仿真表明,所提出的不均匀结构电机的气隙磁场谐波大幅下降,电机转矩脉动得到有效地抑制;电机在额定转矩、三倍转子转动惯量负载的情况下,满足异步起动能力;起动过程中永磁体在最强退磁点的剩磁也符合设计要求。

新型6/8变极起动永磁同步电动机绕组切换动态过程的研究

基于一种新型6/8变极起动永磁同步电动机,对其6、8极绕组切换过程及不同切换时机对电机的影响进行研究分析。建立双极数动态仿真模型,分别对不同转速、转动惯量、负载转矩、转子电阻、切换时8极绕组感应电动势和外加电源相位差等情况下6、8极切换过程动态行为进行分析,研究不同状态切换时对冲击电流、转速波动、冲击转矩及牵入同步的影响;建立二维瞬态有限元模型,对8极绕组感应电动势和外加电源电压差相同、转速不同以及电压差不同、转速相同切换时永磁体的退磁规律进行研究。结果表明,切换时的转速和相位差对切换后电机影响较大,尤其是切换时的相位差,在一定范围内,相位差越大,转速波动、冲击电流和冲击转矩越大,永磁体退磁越严重。

一种基于波形等效原则的永磁电机空载反电动势在线测量方法研究

永磁电机的空载反电动势是电机设计的重要指标,综合反映了电机的电磁性能。一台永磁电机在设计完成时,其额定转速下的空载反电动势的大小是确定的。但随着电机投入运行,由于工作环境的温度、机械或是化学变化,可能会使得永磁体发生退磁问题,进而影响电机的工作性能。传统的反电动势测量方法均为离线测量,具有诸多不便性。本文根据实际的工程需要,提出一种在线测量永磁电机反电动势的方法,并设计样机验证了理论的有效性。通过捕获电机在任意转速断电后一个电周期内的反电动势波形,利用波形等效思想得到等效正弦波,并进一步推算出永磁电机在额定转速下的反电动势。将其与空载反电动势设计值进行对比,即可对当下永磁体的磁性能做出快速评估,为电机的故障维护和长期稳定运行提供技术保障。