盘式轮毂电机的绕组等效模型研究

为了研究盘式轮毂电机的温升,建立了盘式轮毂电机的三维有限元(FEM)模型,对盘式轮毂电机的绕组结构进行分析,运用相关的传热学理论对绕组以及绝缘材料等进行建模。文中提出了双层绕组等效模型,并使用该模型计算了盘式轮毂电机的绕组等效导热系数,采用有限元方法对该电机进行了绕组温度场的精确计算。最后,对盘式轮毂电机进行台架试验,通过仿真与试验验证了该模型的准确性。

感应子电机二维磁场计算模型的对比研究

感应子电机因其转子结构简单,具有非常高的可靠性,特别适用于高速场合,在脉冲电源、储能系统、航空发电、船舶推进系统等领域有着广泛的应用。感应子电机的磁场为三维磁场,但三维磁场分析所需计算资源和时间太多。因此,对感应子电机的磁场分析一般采用简化二维模型。目前,感应子电机二维磁场计算模型主要有:标量磁位法、矢量磁位法、等效励磁绕组法和改进等效励磁绕组法四种模型。标量磁位法、矢量磁位法、等效励磁绕组法和改进等效励磁绕组法各有优缺点,本文对以上四种二维磁场计算模型进行了对比研究,分析了各自的优缺点,对其适用性进行了讨论。

无刷双馈电动机功率绕组功率因数分析与控制

无刷双馈电动机定子具有两套极数和供电频率都不相同的功率绕组和控制绕组,通过特殊结构转子的磁场调制作用,这2套绕组在气隙中除了产生同频率的磁场外,还会产生大量的低频谐波磁场,使得无功功率较传统双馈电动机大,造成电动机的功率因数低。目前,国内针对该问题已有的研究成果中定性结论多,试验数据少,并且也没有实现理想的效果。为解决此问题,通过对功率绕组和控制绕组电流产生的磁场进行分析,并提出了一种基于功率绕组功率因数的矢量控制方法,达到了改善功率绕组功率因数的目的。最后,通过仿真和试验研究进行对比分析,试验结果与理论相一致,从而证明了该种控制方法的正确性和实用性。

无刷双馈电机功率绕组转矩控制策略研究

为了提升无刷双馈电机动态控制系统运行的稳定性和快速性,通过建立假想的等效旋转控制绕组,分析了电机定子功率绕组及控制绕组电流产生的磁场之间的关系,设计了功率绕组电压磁场定向矢量控制策略。仿真结果表明,无刷双馈电机采用功率绕组转矩控制策略后,转矩波动小,转速稳定时间短,验证了转矩控制策略的优越性。

有铁心永磁直线电机初级匝间短路故障分析

在有铁心永磁直线电机(permanent magnet linear machines,PMLM)初级匝间短路故障分析中,对初级短路环电流的分析十分重要。该文提出采用磁动势–气隙磁导模型与电枢绕组故障等效模型结合的解析方法,计算任意初级位置发生的匝间短路故障短路环电流。首先根据永磁、电枢磁动势与开槽情况下的气隙磁导函数分别计算通过短路环的永磁、电枢磁链,然后通过矢量合成法得到短路环中的实际磁链以及瞬时短路电流。基于有限元方法证明解析法的正确性并探究不同短路故障匝数、不同短路故障位置对电机性能如短路环电流、相电流、推力的影响。最后制造一台样机验证有限元分析、解析法计算结果的正确性。

单相电容异步电动机瞬间断电重合闸的仿真分析

根据单相电容异步电动机在d q静止坐标系下的状态方程 ,通过实例对瞬时电压骤降引起的单相电容异步电动机瞬间断电又重新合闸的瞬态运行过程进行了计算机仿真 ,并对仿真结果进行分析。

单相感应电动机瞬态过程的SIMULINK仿真

根据单相感应电动机在d-q静止坐标系下的动态数学模型,用MATLAB软件中的动态仿真工具SIMULINK构造出电容单相感应电动机的仿真模型。通过实例对电容起动单相感应电动机和电容起动、电容运行单相感应电动机的瞬态特性进行仿真计算,并对仿真结果进行分析。

无轴承交流电动机的机理、研究和应用

1.研究无轴承电动机的意义 一些精密数控机床、涡轮分子泵、小型发电机或高速飞轮储能等装备中需要用大功率的高速超高速电动机(以下简称为电机)来驱动。我们知道,电机高速运转对机械轴承振动冲击大,机械轴承磨损快,大幅度缩短了轴承和电机使用寿命,为此用机械轴承来支承高速电机严重制约着电机向更高速度和更大功率方向发展。近20多年来发展起来的磁轴承(Magnetic Bearing)。

交流电网地磁感应电流分析的全模型及其应用

提出考虑土壤电流场畸变地表电位的任意结构电网地磁感应电流(geomagnetically induced current,GIC)分布计算的完整模型,计算模型通过GIC-Benchmark标准算例检验,同时对地磁感应激励下与直流接地极入地电流激励下的电网直流电流分布计算模型进行统一。基于计算模型对湖北电网GIC风险进行评估,在东西和南北方向0.05 V/km的地电场激励下,湖北电网绕组等效直流电流之和分别为472 A和366 A,湖北电网对于东西方向的地磁感应的防御能力比南北方向更为脆弱。对湖北电网在地磁感应和直流接地极入地电流双重激励下的风险进行了评估。当地电场方向为北偏西70°且宋家坝注入单极大地运行电流时,湖北电网遭受的直流偏磁危害最严重,该方向上仅0.02 V/km的地电场对湖北电网造成的直流偏磁危害即可与宋家坝接地极注入满负荷运行电流时对湖北电网造成的直流偏磁危害相当。在对高压网络进行GIC评估时,不可忽略220 k V的网络,否则会对变压器绕组中的GIC评估产生显著影响,中性点电流最大计算偏差可能超过70%。增大线路电阻、变电站接地电阻以及变压器绕组电阻,会使得系统绕组等效直流电流之和先呈指数形式减小,后呈大致线性形式减小。

电子束偏转扫描线圈的设计与仿真

为解决电子束偏转磁场中的弱枕形畸变问题,基于余弦绕制法则,提出了改进的分布式等效余弦结构绕组。介绍了光栅畸变,采用COMSOL软件建立了分布式等效余弦结构绕组的几何模型和有限元分析模型,并对其进行数值模拟分析;分析了不同边张角的偏转磁场的分布,对比了不同半径的线圈改进前以及改进后的磁场分布,证实分布式等效余弦结构绕组的有效性,并最终确定了偏转扫描线圈的边张角和半径。

Mathematical model analysis of new-type magnetic integrated CRT considering magnetic leakage

A novel magnetic integrated controllable reactor of transformer type(CRT)has the advantages of simple structure,flexible assembly,convenient maintenance and practicability.To analyze its operation characteristics accurately,we establish corresponding equivalent mathematical model considering magnetic leakage based on magnetic circuit and circuit dualistic transformation method.The distribution of magnetic leakage field of each winding is analyzed qualitatively,and the analytical calculation formulas of magnetizing inductance and leakage inductance of each winding are derived.Based on this,the analytical calculation formulas of short-circuit impedance and winding current of CRT under different working conditions are derived.The field-circuit coupling finite element model of the magnetic integrated CRT is established to simulate the current of each winding under different working conditions.The results show that the analytical calculation results of each winding current have good consistency with the finite element calculation results,indicating the validity of CRT equivalent mathematical model and correctness of the analytical formulas of leakage inductance,short-circuit impedance and winding current of CRT.The working winding current of CRT is increasing gradually with the operation of control winding in turn to realise the transition of CRT compensation capacity from zero to a rated value.