星–三角接法的多层绕组分数槽永磁电机谐波磁动势分析

为解决分数槽永磁电机电枢绕组磁动势中存在高幅值低次谐波这一难题,该文对多层绕组采用星-三角(Y-(35))接法的分数槽集中绕组永磁电机进行理论分析,推导出适用于任意匝数比例、机械角度差的谐波磁动势计算方法,并由三相电机推广到m相分数槽永磁电机。基于该方法,该文进一步以10极12槽分数槽永磁电机为例,研究如何利用Y-(35)接法的多层绕组结构抑制高幅值低次谐波磁动势的方法,并给出其绕组匝数比例、偏移角度的关系表达式。最后,利用有限元软件建立不同绕组层数、不同接法的三相10极12槽永磁电机的二维有限元模型。仿真结果表明,当多层绕组分数槽永磁电机采用给定的绕组匝数比和偏移角度的Y-(35)接法绕组时,可以有效抑制低次高幅值谐波,减少分数槽永磁电机中铁心和永磁体涡流损耗,提高电机的运行性能。

转子绕组短路故障时发电机转子不平衡电磁力分析

转子绕组短路是发电机常见的电气故障之一,将导致转子振动,危及电机和系统的安全。为了深入分析转子绕组短路故障引起转子振动的成因,提出了一种转子绕组短路故障时转子不平衡电磁力的磁动势叠加计算方法,同时改进了现有的等效磁通计算方法。然后以某火力发电厂QFR—400—2—20型发电机转子绕组短路故障为工程背景,分别利用等效磁通计算方法和磁动势叠加计算方法分析计算了不平衡电磁力,指出由于等效磁通计算方法没有考虑短路位置对不平衡电磁力的影响,当靠近转子横轴的槽绕组短路时,计算得到的不平衡电磁力大于利用磁动势叠加计算方法计算得到的不平衡电磁力。

3Y/3Y连接型变极电机“三层调衡绕组”研究

针对典型3Y/3Y连接型移相变极调速电机中相内支路之间的不平衡问题,提出"三层调衡绕组"的概念,详细说明绕组可调衡时定子槽数和两个极对数之间应满足的关系。在"三层调衡绕组"槽号相位图的基础上,详细阐述构造此类绕组的具体步骤及其谐波分析方法。同时,将对旋风机上的驱动电机作为原型电机,按照相关设计参数建立新型调衡绕组电机的瞬态有限元仿真模型,通过计算得到不同转速下电机气隙磁场的分布情况及相关性能曲线,并对各次谐波磁动势含量的理论计算结果与仿真分析结果进行比较,最后完成样机相关性能测试试验。仿真及试验结果都进一步证明了绕组调衡方法的有效性。