卫星重、磁对应分析磁密比在判定地壳深部断裂上的应用——以西藏东北部地区为例

通过重、磁对应分析中斜率的模型研究,指出磁密比可以有效判定地质体岩性边界。首次将该方法应用于西藏东北部地区,利用卫星重、磁数据分析该区域地壳深部断裂磁密比属性,并用前人的地震资料加以证实,结果表明磁密比与地壳深部岩性转换界面具有非常好的对应关系。

基于径向气隙磁密和定子电流的永磁同步电机均匀退磁故障诊断研究

该文提出一种基于径向气隙磁密和定子电流的永磁同步电机均匀退磁故障诊断方法。首先,建立电机的d轴等效磁路模型,分析均匀退磁故障后径向气隙磁密的变化规律;然后,获取电机的径向气隙磁密和定子电流信号,对各极下径向气隙磁密幅值进行归一化处理,并绘制雷达图,根据雷达图和比较相同定子电流幅值下健康电机和故障电机的各极下径向气隙磁密幅值的平均值,来诊断均匀退磁故障;利用空载各极下径向气隙磁密幅值的平均值计算故障程度。最后,仿真和实验结果均验证所提均匀退磁故障诊断方法的有效性。

基于气隙磁密差信号峭度因子的永磁同步电机局部退磁故障诊断

该文提出一种新型基于气隙磁密信号差峭度因子的永磁同步电机局部退磁故障诊断方法。首先,建立永磁同步电机等效磁路模型,根据简化模型分析局部退磁故障后各极主磁路下径向气隙磁密的变化规律。然后,将预存健康电机空载状态下气隙磁密信号与测量的在线状态下气隙磁密信号作差并计算其峭度值,作为故障特征值。取健康电机空载状态下气隙磁密信号与不同工况下气隙磁密信号差峭度值的最大值作为参考值,根据故障特征值与参考值的大小诊断出局部退磁。最后,仿真和实验结果均验证提出的局部退磁故障诊断方法的有效性。

异步机定子磁势磁密关系研究

提出了磁势导密法,并据此论证了基波磁势能够同时产生基波磁密和谐波磁密;谐波磁势可能同时产生谐波磁密和基波磁密。

大型变速抽水蓄能发电电动机不同进相工况下磁密与损耗研究

大型电机进相运行是维持电网电压及无功平衡的重要方式。为了研究不同进相运行时大型变速抽水蓄能电机内电磁场的分布及损耗变化,本文建立了326MW变速抽水蓄能发电电动机二维电磁场模型,对比分析了变速抽水蓄能电机在不同进相运行工况下的气隙磁密、定子电流波形以及定转子铁芯采样点处的磁密值,探究了定子铁芯损耗和转子铁芯损耗的变化情况。同时采用相同的计算方法对小容量10MW变速抽水蓄能发电电动机进行研究,计算结果和试验测试值较为接近,验证了本文计算方法的可行性。

分块充磁永磁体对磁齿轮磁密及涡流损耗影响

在大功率大变速比磁齿轮中,整体充磁式大块永磁体空心化问题是提升永磁齿轮性能的主要障碍之一。分块充磁工艺能够有效解决这一问题,明显提升大块永磁体性能。通过构建3D模型,对采用分块充磁技术的永磁体的永磁齿轮完成了磁热仿真分析。结果表明,分块充磁技术能够有效抑制大尺寸永磁体的磁场空心化,显著提高其剩磁,改善永磁齿轮的磁密,进而提升永磁齿轮的最大输出转矩;分块充磁永磁体块间绝缘能够有效缩减永磁体圆周弧长和轴向长度与永磁体磁场透入深度的差距,大大降低永磁体的涡流损耗。

新型永磁无刷直流电机气隙磁密分析

针对微纳卫星飞轮用单圈磁钢无刷直流电机气隙磁密低且干扰磁密大的缺陷,提出了一种新型双圈磁钢构型的无刷直流电机。介绍了飞轮及新型无刷直流电机的结构和工作原理,基于等效面电流法建立新型无刷直流电机的数学模型,推导了气隙磁通密度公式。采用有限元法对有效气隙磁密和干扰磁密进行了磁密分析,结果表明,与传统无刷直流电机相比,新型无刷直流电机有效气隙磁密由0.45T提高到0.55T,气隙平顶宽度由54°拓宽到87°,干扰磁密由0.31T降低到0.065T,有效提升了电机的稳定性能和力矩输出性能,降低了功耗。

基于强度和磁密的永磁电机转子结构优化

永磁电机转子作为储能飞轮的核心部件,需要具有较高的磁性能同时要满足材料结构强度要求。本文针对此问题,采用了综合评分法来衡量电机转子的电磁特性和力学特性。通过五因素四水平16项组合的优化方案,调整电机转子铁心结构参数,求出了因素主次顺序和最优组合。试验结果表明,在电机气隙磁密的基波幅值不变的情况下,转子最大应力值由原来的407.8 MPa,降低到了325.9 MPa,安全系数达到了1.227倍,满足了电机转子强度的设计要求。本研究提出了一种基于强度和气隙磁密的永磁电机转子结构优化方法,通过综合评分法实现了电机转子的气隙磁密的基波幅值与最大应力的综合指标的最优化。该方法可以解决大功率储能飞轮高速电机转子结构强度问题,提供了理论方法解决方案。

基于磁密分布的改进IGSE磁芯损耗计算方法

磁芯损耗的精确计算是变压器优化设计中的核心环节。在变压器磁芯损耗计算中,广义斯坦梅茨改进公式(IGSE)在非正弦激励下具有较高的计算精度,被广泛应用于高频变压器磁芯损耗计算。然而,对于兆瓦级中频变压器,其磁芯尺寸明显大于小容量的高频变压器,因此其磁芯横截面上的磁密度分布严重不均匀,导致通过IGSE方法计算的磁芯损耗误差显著增加。为此,分析了中频大尺寸硅钢片磁芯的磁密度分布不均匀现象,并通过磁芯分层和损耗积分方法对传统IGSE算法进行了改进。最后,基于一台1.5 MVA中频变压器样机开展测试,并将实验结果与仿真和理论分析结果进行了对比,验证了改进IGSE算法的有效性和准确性。

永磁同步电机气隙磁密影响因素的分析

利用有限元计算研究了影响永磁同步电机气隙磁密的主要因素,讨论了IPM同步电机和SPM同步电机在聚磁方面的差异。研究表明,IPM同步电机气隙密随气隙的变化大于SPM同步电机;在IPM同步电机中建议采用非导磁性材料作转轴,而在SPM同步电机中,宜用导磁性材料作转轴;IPM同步电机中应选取较小的极弧系数,而在SPM同步电机应选取较大的极弧系数;在IPM同步电机中,磁钢厚度的变化对气隙磁密的影响和极弧系数对气隙磁密的影响相同,在SPM同步电机中,随磁钢度厚的增加气隙磁密逐渐增大,增大到一定值时基本保持不变,但每极磁通却随极对数的增加而减小;在IPM同步电机中,当极对数为4时,气隙磁密超过了永磁体的剩磁感应强度,具有聚磁作用;在SPM同步电机中,极对数为3时气隙磁密达到最大值,但它仍小于永磁体的剩磁感应强度,说明它不具有聚磁作用.

高频高磁密时叠置硅钢片的铁芯损耗计算式改进

已有的铁芯损耗计算式并未考虑高频高磁密时频率和磁密对损耗系数的影响。为解决该问题,提出了一种改进的铁芯损耗计算式。基于几种典型硅钢片的出厂原始数据,以及通过构建的新型3维磁特性测试系统实验所得的宽频铁耗数据,采用改进计算式研究了涡流集肤效应和动态磁滞回线对损耗系数的影响。在此基础上绘制出新的铁芯损耗曲线,并与实测数据进行了比较。结果表明:采用该计算式所得铁耗与实测数据具有很好的一致性,该方法能显著提高计算精度,使最大误差由35%降低到10%以下;同时验证了在高频高磁密时,损耗系数应当随着频率和磁密的变化而变化。

永磁同步电动机气隙磁密优化方法研究

对表贴式永磁同步电动机的空载气隙磁密波形进行了分析,从而提出采用若干块永磁体代替通常的单块永磁体作为一个主磁极的方法来改善气隙磁密波形;导出了削弱气隙磁密空间谐波的数学模型,依据该数学模型建立了永磁同步电动机的有限元仿真模型。有限元计算结果表明,该方法可以很好地改善气隙磁密波形,减少气隙磁密空间谐波的含量。

永磁同步电动机空载气隙永磁磁密波形优化

对内置式磁体结构永磁同步电动机的空载气隙永磁磁密波形进行了分析研究,提出采用不均匀气隙方法改善其波形分布,并采用模拟退火算法进行优化设计。电磁场的数值计算及实测结果表明,通过优化偏心设计,永磁同步电动机的空载气隙磁密波形得到了很好的改善。

轮毂式永磁无刷直流电机空载气隙磁密波形的模拟分析

针对轮毂式永磁无刷直流电机空载气隙谐波含有大量的谐波问题,采用有限元法设计轮毂式永磁无刷直流电机,对影响其性能的空载气隙磁密波形进行了数值模拟,降低了谐波损耗,提高了轮毂电机的性能。通过正交试验法改变定子齿槽宽度、气隙大小和磁极厚度,减少了气隙磁密谐波的含量,并通过绘制因素水平影响趋势图,分析了各个因素对于电机空载气隙磁密波形的影响。实验结果表明,9次正交试验中的最佳方案可使轮毂电机的结构参数得到优化,为电机设计提供依据。

基于气隙磁密波形优化的永磁同步电机结构

为使永磁同步电机空载气隙磁密波形具有良好的正弦性,从其影响因素出发,对电机极弧系数、偏心距、气隙长度及磁极厚度进行了优化。建立了电机有限元仿真模型,对得到的气隙径向磁密波形进行谐波分析求取其正弦畸变率。利用正交试验得到算法所需样本空间,通过支持向量机算法求取目标函数,最后通过微粒群算法对其进行寻优,得到了一组优化后参数。仿真结果表明,优化后的电机空载气隙磁密波形得到了明显改善,验证了优化算法的可行性及准确性。

表贴式永磁同步电机气隙磁密的计算与分析

永磁电机的气隙磁密决定了电机能量转换的能力,直接影响着电机的工作特性。针对表贴式永磁同步电机,分别应用傅里叶级数展开的计算方法和Ansoft有限元软件,对径向充磁和平行充磁的两种结构,进行了气隙磁密的分析,以及气隙磁密波形和反电动势波形的仿真。通过对比分析可知,理论计算与仿真分析结果非常接近。采用的方法可以准确得出永磁电机的气隙磁密,对表贴式永磁同步电机的优化设计以及电磁特性分析等具有一定的参考价值。

偏心磁极永磁电机气隙磁密解析计算方法研究

对于表贴式永磁电机,为了获得良好的电动势波形,降低齿槽转矩,电机往往会采用偏心型磁极来优化气隙磁密波形,使气隙磁密波形尽量正弦分布。虽然有限元法可以对气隙磁密进行计算、求解,但电机建模、有限元求解消耗时间较长,在工程应用和电机的初步设计中有一定的局限性。为了研究计算偏心型磁极电机气隙磁密波形,本文首先根据二维电磁场理论,建立永磁电机数学模型,采用解析计算方法分别计算了常规等厚度瓦片型磁极和偏心型磁极电机气隙磁密的分布;然后将计算结果与有限元仿真结果进行了对比,误差不超过4%,验证了计算方法的正确性。最后通过对已制成的3台样机进行实验并与计算结果进行对比,误差在5%以内,验证了该方法的广泛适用性。

利用不均匀气隙优化自起动永磁电机的气隙磁密波形

为了减小空载气隙磁场中谐波磁场对电机性能的影响,对内置"V"型转子磁路结构自起动永磁同步电动机的转子磁极形状进行了优化。采用不均匀气隙结构,以有限元为工具并利用遗传算法对空载气隙磁密波形进行了优化,使其中的谐波含量较小,得出了转子磁极的最优偏心距。在此基础上采用时步有限元方法,在考虑定子开槽、斜槽结构并计及饱和的情况下,对优化前后电机的电动势波形进行了分析对比,并通过试验验证了所采用的时步有限元计算程序的有效性。有限元计算结果表明,通过优化偏心的不均匀气隙设计,电机的空载气隙磁密和电动势波形得到了明显改善。

梯形波相电流驱动下六相感应电机气隙磁密研究

针对多相电机控制模式复杂性的特点,提出一种新颖的控制方式:即六相感应电机梯形波相电流控制。该梯形波相电流由励磁电流和转矩电流组成,在该梯形波相电流驱动下六相定子绕组可以分为励磁绕组和转矩绕组,模拟直流电机实现励磁磁场和转矩的直接控制而不需要复杂的派克变换。通过理论分析计算、有限元分析和实验测量数据来研究梯形波相电流驱动下六相感应电机气隙磁密分布,并对磁势解耦参数k进行了理论分析和计算。

双转子径向永磁电机气隙磁密的分析计算

双转子径向永磁电机可以大大提高转矩密度和效率。该文首先简要介绍了双转子径向永磁电机的基本结构、原理、特性及设计依据,然后采用等效磁路法对气隙磁密进行了解析,最后利用有限元法对所设计电机进行了静态磁场的分析和气隙磁密计算值的验证。结果表明,双转子径向永磁电机在磁场上可看作由共用定子铁心的两个传统内、外转子永磁电机并联而成,气隙磁密的解析值和有限元计算值也吻合得较好,证明了分析和设计的可行性。