考虑电感不对称的多单元永磁同步电机转子初始位置检测

多单元电机是多三相电机的一种,其定子绕组由多个三相绕组单元构成,由于各单元的三相绕组沿电机圆周依次分布,各单元内的三相电感值呈现不对称性。该文以一台四单元永磁同步电机为对象,指出互感的差异是电感不对称的主要原因,分析电感值的不对称会给转子初始位置的检测带来误差,并给出考虑电感不对称的转子初始位置检测方法。在基于线电感的脉冲电压注入法基础上,提出对线电感检测值的修正方法,消除电感不对称性对转子定位的影响。实验结果表明,运用所提方法对线电感检测值进行修正后,转子初始位置的最大检测误差从12.4°减小到3.2°,有效提高多单元永磁电机的转子初始位置检测精度。

三相交错并联变换器中耦合电感的对称化

为了提高交错并联变换器的性能,对三相交错并联Buck变换器中不对称耦合电感进行分析,推导出等效稳态电感和等效暂态电感的数学表达式。结合现有耦合电感结构进行不对称耦合电感对称化研究,建立了包括磁轭磁阻和绕组外面空气磁阻的精确磁路模型,给出了空气磁阻的计算公式。通过Saber和3D Maxwell软件进行仿真验证和样机实验结果,验证了理论分析和仿真结果的正确性。

四相交错并联变换器中耦合电感的对称化

为了提高交错并联变换器的性能,对四相交错并联双向DC/DC变换器中不对称耦合电感进行分析,推导出等效稳态电感和等效暂态电感的数学表达式。结合提出的耦合电感结构进行不对称耦合电感对称化研究。通过Saber和3D Maxwell软件进行仿真验证和样机实验,验证了理论分析和仿真结果的正确性。

分段供电直线感应电机动子不对称模型及参数计算

对于分段供电直线感应电动机,由于动子两端开断,动子等效互感存在较大的不对称,仅控制定子电流对称,不能消除动子负序电流引起的两倍转差频率力波动。基于动子涡流产生的机理,提出了动子等效绕组的形式,推导了动子不对称分布参数模型,得出在动子行程的大部分阶段,电机的不对称参数是基本恒定的。提出了动子不对称参数的计算方法,通过有限元建模进行推力仿真,并在大功率加速实验平台上开展动态试验,计算了动子不对称电感参数,仿真和实验计算结果与理论值吻合良好。动子不对称参数计算方法,可以为分段供电直线感应电机的电磁设计和优化控制提供参考。

无槽圆筒永磁直线同步电机推力波动的解析模型及抑制方法

无槽圆筒型永磁直线同步电机(slot-less tubular permanent magnet linear synchronous machine,STPMLSM)既避免了齿槽结构引起的齿槽力,又解决了初级铁心加工困难的问题,其推力波动主要来源是初级铁心端部效应和三相绕组电感不对称,介于齿槽结构与空心结构之间,推力波动的准确计算是此类电机设计与优化的关键。建立考虑初级端部效应的STPMLSM精确子域解析模型,能够快速计算空载与负载工况下的气隙磁密与推力波动,保证计算结果的准确性和高效性。基于该解析模型,提出初级铁心长度、三相绕组位置及匝数分配的综合优化方法,有效降低STPMLSM的负载推力波动,样机的推力波动从11.04%降到2.78%。最后,有限元模型和样机实验验证精确子域解析法及优化方案的正确性。

基于EMTP的高压输电线路换位研究

介绍了高压架空输电线路的不对称度,并采用电磁暂态计算(electromagnetic transient program,EMTP)仿真软件对线路的不对称度进行计算,针对不同电压等级的高压输电线路得出了不换位和换位后的计算值并对影响线路不对称度的几种因素分别进行了计算和比较。在此基础上得出我国新的750kV特高压输电线路的换位长度推荐取值。

双三相永磁直线同步电机的推力波动及抑制

基于有限元模型,分析了双三相永磁直线同步电机的推力波动,其包括两个由直线结构引起的分量,一个分量是由铁心开断引起的磁路不对称所产生,另一个分量由绕组空间位置不对称引起的电感不对称所产生。针对前者,采用优化铁心边端齿的方法来抑制;针对后者,则提出不等匝数绕组结构来抑制,并通过优化得出了性能最佳的匝数配合。最后,计算优化的电机结构每相绕组自感和互感,显示了电感对称性得到了提高,表明该方法能降低推力波动。最后通过样机验证了模型的准确性。

Influence of Induction Motor Design Data on Effects of Cage Asymmetry

The purpose of this paper is to analyze influence of design data on a component （1 - 2s）~ in stator currents of induction motors, mainly used for cage fault diagnosis. This paper shows that such an approach does not always lead to a correct outcome. The considerations are based on a ＂classical＂ model of induction motors extended to cage asymmetry by introducing cage asymmetry factors ko~ and ka. It has been found that in order to estimate the level of the component （1 - 2s）7~, it is enough to know the pole-pair number ＂p＂ and the number of rotor slots ＂N＂. The main objective of the paper is to provide engineers with simple qualitative prediction of effects due to cage faults for various motors when information on design data is very limited.