高速轴向磁通永磁电机环形绕组电感计算

高速轴向磁通永磁电机在小功率发电机组上有潜在应用前景。为消除齿谐波,高速轴向磁通电机一般采用无槽铁心和环形绕组结构。为了研究该绕组的电感,采用磁势法和绕组函数法给出了该绕组的电感解析表达式,能计入绕组基波和谐波对电感的影响。采用有限元方法验证了电感解析解的正确性。给出的结论对高速轴向磁通电机的后续稳态、瞬态分析提供了理论参考。

考虑交叉耦合影响的内置式永磁同步电机电感计算及转矩分析

内置式永磁同步电机的电磁转矩主要包括永磁转矩和磁阻转矩两种成分,转矩成分的准确分离和分析有助于进一步优化设计电机拓扑结构,提高电机的功率密度,而电磁转矩成分精确分析的关键在于交直轴电感的准确计算。该文针对内置式永磁同步电机的交直轴电感求解与转矩成分分析的实际问题,以一台8极11 kW的内置式永磁同步电机为例,对其进行建模仿真计算;通过对采用静磁场求解电感与瞬态场求解电感两类求解电感的方法进行对比分析,在此基础上提出了一种改进的静磁场快速求解交直轴电感的方法,并实现了对电机转矩组成的高精度分离提取和在电磁设计阶段对电磁转矩成分的预测。改进的静磁场求解电感的方法既能精确考虑交叉耦合效应,又能考虑不同负载下饱和效应的影响。此外,相较于瞬态场求解电感的方法,该方法有效减少了仿真步数从而缩短了仿真时长。最后,构建实验测试平台对目标样机进行了转矩测试,并与预测模型结果进行比较,实验结果验证了所提方法的准确性和有效性。

表面磁钢无刷直流电动机的电感计算和数字仿真研究

由二维电磁场有限元法结合能量摄动法描述了无刷直流电机(BLDCM)电感的求解模型，分析并建立了BLDC系统的通用数字仿真模型，此模型适用于处理由BLDC所组成的时变网络系统，在MATLAB 50下进行了仿真计算，所得结果较令人满意。

爪极电机空载时三维磁场的数值分析和电感计算

该文通过三维电磁场数值分析方法对一台 35A交流汽车爪极发电机的空载磁场分布进行了计算 ,分析了电机各部分的磁场以及电机气隙磁密波形 ,对于不同爪极截面处也进行了计算和磁场显示 ;在此基础上 ,利用能量摄动法进一步研究和计算了空载时电机各绕组的自感和互感 ,从而得出了空载时的相电压波形 ;与实测结果比较 ,证明了计算结果的正确性 。

具有永磁励磁的混合式爪极发电机空载磁场分析和电感计算

提出了一种具有永磁励磁的混合式爪极发电机 ,采用三维有限元计算 ,分析了该种结构电机的各部分磁场 ,并采用能量摄动法对电机的自感和互感进行了计算 ,所得结果与用MEC方法计算的结果进行了比较 ,证明了解的正确性与可行性 ,为进一步研究混合励磁爪极电机 ,奠定了一定的基础。

干式带气隙铁心电抗器电感计算方法

笔者基于干式带气隙铁心电抗器磁场的有限元法数值仿真结果,对传统解析近似法计算铁心气隙衍射磁通等效导磁面积公式进行了修正,提出了一种改进解析近似法;将提出的方法用于实例计算,并与数值仿真结果比较,表明该方法能提高带气隙铁心电抗器电感计算精度。

新型结构永磁屏蔽电机三维磁场分析和电感计算

采用三维有限元方法对一台用于屏蔽泵系统的新型结构永磁屏蔽电机进行了分析与计算。电机无转子铁心,结构简单且无转子铁耗。由于绕组端部漏感较大,必须采用三维数值方法计算。首先对电机进行了三维磁场分析,接着采用三维瞬态有限元方法计算了屏蔽套的涡流损耗,然后运用能量摄动法计算出额定负载时电机各绕组不同转子位置角的自感和互感值,再通过坐标变换获得电机的交直轴电感值。最后对实际样机的电感参数进行测量,测量结果与计算结果的一致性验证了计算结果的正确性。

脉冲磁体的电感计算

与有限元法相比,解析算法具有建模简单、可移植性强、计算效率高等优点,所以磁体设计时一般采用解析法计算其电感值。本文将主要讨论绕线磁体和铜皮磁体等两种磁体的电感解析计算方法。一般磁体电感的解析计算法,存在较多重复计算,使计算时间长、计算效率低。本文提出了一种改进计算方法,它剔除了重复计算步骤,可使计算效率大大提高。本文还依据安培环路定律和能量守定律推导出了一种解析铜皮磁体电感的计算方法,将每层铜皮逻辑划分为多匝,按绕线磁体计算,再将所得电感值经过折算便可得铜皮磁体的真实电感值。

基于励磁电感计算的双馈风电场送出变差动保护

解析推导双馈风电场送出变发生对称与不对称故障时,短路电流经变压器变换的表达式,进一步推导送出变两侧的短路电流经傅里叶算法计算产生偏差的解析式,并通过仿真验证了傅里叶算法工频相量计算表达式的正确性,表明双馈风电场短路电流频率偏移会导致傅里叶算法无法准确提取工频相量,从而导致传统变压器保护动作性能受到影响。提出一种适用于双馈风电场送出变的差动保护新方案,该方案直接计算各相的瞬时励磁电感数值与方差并形成判据,将该判据与比率差动和差流速断相结合构成差动保护判据。在Matlab/Simulink中建立带撬棒(Crowbar)保护的双馈风电场送出系统和保护仿真模型,考虑变压器空载合闸、不同故障位置和故障类型以及双馈风电场转速和短路容量比变化等情况,分别分析并验证差动保护新方案的适用性,对比分析传统差动保护与新方案的动作性能,仿真结果表明,该新方案能较好地提高双馈风电场送出变差动保护的速动性与可靠性,改善了风电场短路电流频率偏移导致差动保护不能准确动作的问题。

分数槽集中绕组永磁同步电机的电感计算

在少槽多极的分数槽集中绕组永磁同步电机中,存在幅值较大的次谐波和与基波绕组系数相同的高次谐波,特别是存在与基波绕组系数相同、转向相反、幅值很大、极对数与基波相差仅几对极的谐波。使得电机的电枢反应谐波磁场很强,与之相对应的谐波漏抗很大,电机的总漏电感很大,其基波励磁电感与传统短距分布绕组电机相比小很多。一般情况下,漏电感都比励磁电感还大。在对电机磁路进行理想假定的条件下,针对不同槽极数组合的单元电机,推导出该类电机电感参数的计算公式。其中,电枢反应基波励磁电感计算公式与传统的交流绕组相同,而电枢反应总电感和谐波漏电感计算不同于传统的交流绕组。

中低速磁悬浮列车悬浮电磁铁线圈电感计算

采用传统磁路方法和有限元数值计算方法,对中低速磁悬浮列车悬浮电磁铁线圈电感进行了研究,得到悬浮电磁铁电感随着悬浮气隙、电磁铁线圈电流和电磁铁滚动角度变化而动态变化,在悬浮供电电源和悬浮斩波器的设计中应重点考虑。

涡流检测线圈非对称工作态等效电感计算

提出了一种电涡流传感器检测线圈非对称工作态等效电感的计算方法,并建立了电涡流传感器检测线圈与被测导体的非对称模型。针对该模型,首先利用理论分析和有限元分析相结合的方法,推导出了非轴对称条件下线圈电感的计算公式,该公式描述了线圈等效电感随导体的径向、轴向位移,线圈与导体几何参数与电磁参数的变化规律;然后,选取一个典型的平面线圈样品进行了仿真与实验对比,对比结果表明:该公式的计算结果与仿真、实验结果具有较高的一致性,且相比于利用有限元分析,该公式能够快速、准确地计算出非轴对称工作态涡流线圈的等效电感。

考虑船体涡流影响的舰船消磁线圈电感计算方法

舰船消磁线圈的电感值是影响消磁电源系统设计的重要因素。针对舰船结构复杂、船体涡流去磁效应显著等特点,提出一种基于时谐磁场仿真的消磁线圈电感计算方法,利用三维时谐磁场仿真提取线圈端电压和电流的实部和虚部,并根据阻抗相量表达式确定线圈电感值。重点分析壳体涡流的趋肤效应对电感计算结果的影响规律,提出壳体网格优化控制方法,计算实尺寸航母消磁线圈的电感,并对其影响因素进行分析。分别设计空心线圈电感解析计算模型和航母消磁线圈电感物理缩比模型,并对缩比模型电感进行实测。研究结果表明,空心线圈电感计算相对误差仅为1.8%,缩比模型的自感和互感计算的最大相对误差分别为7.1%和17.2%,有力验证了所提方法的有效性,为舰船消磁电源的设计提供了参考依据。

油浸式空心磁屏蔽电抗器电感计算的研究

基于解析法与Ansoft电磁场仿真分析相结合的方式计算油浸式空心磁屏蔽电抗器的电感,设计制造样机,并通过对样机的试验验证了电感理论计算的准确性。

不等截面铁心平波电抗器的电感计算

给出了一种图解计算方法 。

大型Z箍缩装置中心汇流区电感计算

为了快速估算大型Z箍缩装置中心汇流区电感,研究Z箍缩装置电功率和能量传输效率的规律,对Z箍缩装置中心汇流区做近似处理,给出了绝缘堆、真空喇叭口、真空磁绝缘传输线、汇流柱等部件电感近似计算公式,建立了一种快速估算Z箍缩装置中心汇流区电感的方法,获得了中心汇流区电感与电气参数(绝缘堆峰值电压)和结构参数(中心汇流区半径及分层数、真空磁绝缘传输线倾角)的定量关系。在此基础上,建立了典型Z箍缩装置简化电路模型,实现了从中心汇流区结构参数→电气参数→输出电流的自洽电路模拟,获得了中心汇流区分层数及半径对Z箍缩装置短路电流的影响规律。计算结果表明:所提电感计算方法获得国际典型Z箍缩装置的中心汇流区电感与文献最大误差为3.3%;中心汇流区电感随分层数增大而减小、随半径先减小后增大,存在使中心汇流区电感最小的优化半径。所提方法可为同类型Z箍缩装置的设计提供理论参考。

一种虑及频率影响的缩比船模垂向消磁绕组电感计算方法

当前,在舰船消磁系统设计过程中,消磁绕组的电感一直被视为一个不变的常数,而没有考虑交流激励信号产生的涡流作用将影响消磁系统绕组的配置,进而影响消磁性能。针对此问题,提出了一种基于有限元方法虑及频率影响的缩比船模垂向消磁绕组电感计算方法,通过开展缩比船模的三维涡流场仿真提取了缩比船模垂向消磁绕组的交流电感,给出了其实现步骤,并通过与实测值对比验证了其有效性。

电动汽车用永磁同步电动机交、直轴电感计算

利用Anosoft软件中的Maxwell 2D模块对电动汽车用永磁同步电动机进行二维有限元计算,利用保留磁导率的方法计算永磁同步电动机的交、直轴电感参数,从而为永磁同步电动机设计和性能分析提供了依据。

无刷直流电机匝间短路故障的建模与电感计算

根据无刷直流电机绕组匝间短路故障的原理,建立了故障状态下的数学模型,并通过磁动势波形分析法推导了每极每相槽数q=1和q=2时故障前后绕组电感的计算公式。针对一台4极24槽样机,分别采用推导的公式和磁场有限元方法计算了不同短路匝数下的电感,并在Simulink环境下进行样机的正常状态和故障状态仿真。结果表明,公式计算的电感与有限元仿真的结果基本吻合,绕组电流、电磁转矩波形与理论分析一致,验证了电感计算公式的正确性及模型的有效性。

铜箔式脉冲电抗器电感计算研究

为获得较为精确的铜箔式脉冲电抗器电感计算公式,首先从通电环形导线的电感计算公式出发,得出绕线式电抗器的电感计算公式;然后,基于铜箔划分的方法,建立了两种电抗器间的计算转化关系,综合考虑铜箔中的电流集肤效应,最终得出铜箔式电抗器的电感计算公式;最后,利用试验实测电感值与ANSYS仿真计算结果及解析计算公式结果进行对比,验证其准确性,进一步对电感计算公式的精度进行探讨,得出当铜箔式电抗器的匝数、铜箔厚度等参数发生变化时电感计算公式精度的变化规律及其适用范围,为电磁发射用铜箔式脉冲电抗器的设计提供了一定的理论基础。