基于匝数气隙双分段的改进绕组函数解析分析方法

可变磁阻旋转变压器由于其耐高温、受机械振动影响小、结构简单等优点广泛应用于恶劣工作环境的转子位置检测。此前工作提出了一种内定子变磁阻旋转变压器径向集成在永磁同步电机中的混合双定子电机结构,并采用改进绕组函数法(Modified winding function approach,MWFA)对其磁场分布和电磁参数进行解析分析。然而,解析计算得到的气隙磁通密度在槽开口处与有限元分析结果相比仍存在偏差。为此,提出分段绕组函数法(Segmented winding function method,SWFM),通过考虑磁场和绕组的实际分布,对气隙和线圈匝数函数进行分段处理,进一步提高解析计算结果的精确性。利用该方法计算气隙磁通密度和励磁绕组自感,并将SWFM和MWFA结果与有限元分析进行对比,验证所提方法的有效性。

基于绕组函数法的大功率单边直线感应电机牵引特性研究

将麦克斯韦方程和绕组函数法相结合,得到单边直线感应电机(single linear induction motor,SLIM)的初级、次级基波和边端效应波绕组函数。由绕组函数理论计算出电感、运动电势系数,建立电压和磁链方程。由初、次级能量关系得到推力方程并进一步求解相关特性量。对不同工况的暂态和稳态特性进行分析。将大功率电机全过程中相电流、推力、效率的计算值与测量值进行比较。试验结果表明,绕组函数法能较合理地描述SLIM特性,具有一定实用性。

基于绕组函数的鼠笼式异步电动机电感参数解析计算

从绕组函数出发,推导了鼠笼式异步电动机的电感参数计算公式,这些公式既适合于正常状态,也适合于各种故障状态,尤其是动态和静态偏心,且精确度高,为仿真研究打下了坚实的基础。根据样机参数进行了仿真计算,正常电动机的仿真结果与已往的经典方法结果完全吻合,静态偏心状态下的结果与预期的一致,验证了该方法的正确性。

多相电机定子绕组改进绕组函数的有限元分析

提出改进绕组函数的有限元算法,解决了改进绕组函数的准确计算问题。根据有限元算法和叠加原理,分析了线圈和多相电机相绕组的改进绕组函数的基本特征,并根据该基本特征研究了多相电机气隙磁动势分布和气隙电感。结果表明,多相电机相绕组的改进绕组函数与绕组函数之间的差别为与多相电机结构有关的函数,电机正常运行时,该函数通常只含偶次谐波,并会影响电机气隙磁动势分布的计算,进而影响交、直轴电感曲线的谐波,但对交、直轴电感曲线的直流分量影响较小,基本可以忽略。

基于改进绕组函数法的感应电机偏心电感参数计算

针对大型感应电机常见的气隙偏心故障,提出了以绕组函数为核心的多回路建模方法,并对绕组函数法进行了理论推导,最后计算了电机各回路间的电感。基于所给出的计算方法,对一台1 200k W样机建立气隙偏心模型,并通过引入绕组函数平移系数进行更精确的计算。通过对改进的绕组函数法与传统方法以及有限元仿真的偏心电感计算结果的对比,表明改进的绕组函数法应用于计算偏心电机电感参数的可行性,并展示了其在偏心状况下电感参数的变化特点。

基于非对称绕组函数法永磁同步电机偏心电感参数的研究

针对永磁电机偏心电感计算问题,通过引入绕组谐波磁动势畸变系数,对传统基于基波磁动势绕组函数进行改进与推导,提出一种非对称绕组函数法计算分析永磁电机偏心电感的方法。该方法将气隙半径函数、磁隙逆函数、绕组匝函数与谐波磁动势畸变系数计及到永磁电机偏心电感计算中,推导出基于非对称绕组函数法永磁电机偏心电感计算的数学模型,得到偏心电感与偏心率和转子位置之间的变化规律,实现了对偏心电感更为准确的分析计算。通过有限元仿真与该方法计算结果对比,验证了基于非对称绕组函数法分析计算永磁电机偏心电感的准确性,为永磁电机偏心运行时电感参数的分析计算方法提供基础与参考。

基于绕组函数法的直流电机电感参数计算及与有限元法的比较

基于直流电机电枢绕组支路个数多且相互并联的特点,先使用绕组函数法计算电枢绕组各支路自感、互感,然后根据实际连接关系推导出电枢绕组自感及与其他绕组间互感,以此计算ZD 115型脉流直流电机的电感参数,并考虑了漏抗参数的影响。建立了该电机的有限元模型,其结果表明,绕组函数法与有限元法吻合较好。

基于绕组函数的长定子直线同步电机建模研究

针对精确的直线同步电机数学模型建立困难的问题,提出了基于绕组函数法的长定子直线同步电机绕组电感的计算方法,并推导出了直线电机各电感参数计算公式,然后建立了相应的直线同步电机数学模型。此外,利用电感参数在Simulink里搭建了直线同步电机矩阵微分方程,通过仿真结果得到了三相电流、励磁电流和电磁推力波形。最后,基于长定子同步直线电机的结构尺寸建立了一对极有限元模型,定子绕组通入三相交流电,动子绕组通入直流励磁电流,通过设置适当的剖分,将得到的电磁推力和解析法的电磁推力进行了对比。研究结果表明,有限元分析法和解析法得到的电磁推力结果一致,从而论证了基于绕组函数法的直线电机数学模型建模方法,为以后的直线电机数学建模提供了参考。

基于扩展绕组函数的直线异步电动机动态特性

基于绕组函数概念提出了单边直线异步电动机的扩展绕组函数,不仅适用于电机极数为偶数的情况,也满足直线异步电动机极数可能为奇数的特点。该扩展绕组函数能够方便计算直线异步电动机静态纵向边缘效应带来的三相绕组不对称对电机性能的影响。同时,该方法在计算直线电机俯仰状态和电磁气隙不均匀等情况下的初级绕组电感、动态推力和法向力等方面应用效果良好。

基于绕组函数理论的长定子直线同步电机内部故障仿真计算(英文)

为了保证高速磁浮列车系统安全牵引运行,提出一种基于绕组函数理论的新颖模型并用该模型对长定子直线同步电机进行建模,便于实时计算列车的运行状态.首先在正常运行模型的基础上推导长定子直线同步电机在不同故障状态下的精确耦合数学模型,然后对其运行时存在的主要潜在定子绕组内部故障如单相短路、相间短路和单相开路等进行故障电流、电磁力仿真计算.将计算得到的直线电机运行电磁力随定子电流变化的特性曲线与有限元方法的结果进行对比,验证了所提出的电磁力公式的准确性.通过比较在不同故障类型和故障短路比下故障电流、电磁力仿真结果的变化情况,找出了内部故障规律,同时显示了此解析数学模型在电机故障快速识别中具有可用性.

基于绕组函数的鼠笼式异步电动机故障仿真

仿真是故障研究的一种重要途径,仿真效果与模型系数的计算准确度密切相关。异步电动机仿真模型中有大量的电感参数,利用绕组函数计算这些电感参数适用范围广、精度高。在此基础上,建立了鼠笼式异步电动机正常时和定子匝间短路、转子断条、气隙偏心等常见故障情况下的数学模型,并进行仿真分析。仿真结果与理论分析得到的结论基本吻合,表明模型及参数计算正确,可为故障诊断提供依据。

应用绕组函数对同步电机电感量的计算

通常对凸极同步电机磁场的分析和对电感参数的计算是一个比较繁复的过程。然而应用绕组函数理论 ,根据线圈的分布即绕组函数以及气隙磁导系数 ,由定义可推导出能考虑各次空间谐波的电感表达式 ,由表达式导出电机正常运行时的电感参数 ,也可以组成绕组故障时的电感参数。气隙磁场各次谐波分量对电感数值的影响程度不同尤其空间谐波磁场很强的场合。如在定子绕组内部故障情况下 ,气隙电感量的计算必须考虑低次和分数次谐波的影响。对最高次谐波选取的次数也要取得适当 ,才以满足电感参数分析计算精度要求。通过分析对比各次空间谐波磁场的电感参数的简化表达式 ,该方法推导过程及物理概念清晰 ,推导过程简便 ,既可求取电机正常运行时也可求出绕组内部故障时的电感参数 ,具有很大的适应性和方便性。

基于绕组函数的凸极同步电机电感参数计算

应用绕组函数理论建立了能考虑空间谐波磁场的凸极同步电机单个线圈电感参数的通用算法，分析对比了各次空间谐波磁场对电感数值的影响程度，导出了计及所有次空间谐波磁场的电感简化表达式。该方法物理概念清晰，推导过程简便，可用于求取电机正常运行和绕组内部故障时的电感参数，具有很大的适用性和方便性。

用改进的绕组函数理论模拟和仿真有偏心的凸极同步发电机

本论文用改进的绕组函数理论和更精确的定子和转子绕组分布模拟和仿真定转子间有动态偏心的凸极同步发电机。与目前可用的方法相比，气隙磁导率计算得更准确。把此方法计算的电感与其他方法计算的电感相比较可知，此方法计算的结果更接近有限元法的计算结果。最后，为仿真和研究有动态偏心的定子线电流的频谱，把计算出的电感用在梢合的电磁模型中。

利用绕组函数对混合偏心情况感应电机的模拟和动态仿真

通常利用绕组函数原理对感应电机偏心情况进行分析。但是，在已知文献中关于此分析引入的公式并不完全正确。本文回顾了绕组函数引出的主要过程，同时将其函数扩展到了非均匀气隙情况。本文对混合偏心情况非均匀气隙的磁导进行了计算，其结果与以前使用的分析相比更加准确。同时，在计算中还考虑了定、转子槽部气隙磁动势的线性增加，这就意味着也考虑了气隙磁场所有空间谐波。从有限元计算结果与解析计算获得的电感比较来看，也比较一致。最后，利用计算的电感，对混合偏心情况下典型感应电机的性能和相频谱与正常电动机进行了比较。

永磁直线同步电动机初级绕组的磁势分析

采用绕组函数理论与电流对称分量法结合的方法对具有端部半填槽的永磁直线同步电动机(PMLSM)初级绕组的磁势进行分析。PMLSM的电枢铁芯、初级绕组、永磁体结构断开所造成的边端效应、端部半填槽等问题的存在,导致PMLSM初级绕组边端磁势发生畸变。对PMLSM初级绕组磁势进行深入的研究,有助于PMLSM稳态特性和暂态特性的分析。

凸极转子无刷双馈发电机绕组电感参数计算方法

针对传统的电感参数计算方法无法直接用于凸极转子的无刷双馈电机这一问题,该文在传统的电机电感计算方法及基本绕组函数法理论的基础上,提出一种改进的绕组函数法,并以此来计算绕组结构复杂的磁阻型转子无刷双馈电机定子功率和控制2套绕组的各自自感及互感,基于此方法设计出试验样机,并在其发电机运行状态下验证了电机设计的合理性。该研究可为该类电机的设计计算及研制提供参考。

无刷双馈发电机绕组相对位置变化对电感的影响

本文在基本绕组函数法理论的基础上,提出一种改进的绕组函数法,并以此来计算绕组结构复杂的磁阻型转子无刷双馈电机定子功率和控制两套绕组的各自自感及互感,并结合有限元分析结果验证了该改进的计算方法的有效性。然后,基于此改进的计算方法研究了定子两套绕组相对位置的变化对各自的自感及互感的影响。分析结果表明,定子两套绕组相对位置的变化对它们之间的互感有一定的影响。

三相双线耦合绕组永磁同步电机建模与矢量控制研究

应用绕组函数理论对三相双线耦合绕组永磁同步电机进行自然坐标系下考虑耦合绕组漏感的数学建模,通过数学变换降阶简化,建立旋转坐标系下的数学模型。提出适用于三相双线耦合绕组永磁同步电机的矢量控制策略,通过对零序电流分量进行控制,有效抑制三次谐波造成的转矩脉动和损耗增加。

分数槽集中绕组双转子感应电机电磁耦合特性的分析

由于传统双馈感应发电机的功率因数随极对数增加而显著降低,无法实现直驱,提出一种分数槽集中绕组双转子电机,定转子采用分数槽集中绕组,利用定子磁动势极对数频谱中的一对主导分量进行双转子交流励磁,提高电磁功率,显著提升了电机转矩密度。介绍分数槽集中绕组双转子感应电机的基本结构及工作原理,依据分数槽集中绕组理论分析了它的电磁耦合特性,并推导了电感参数的一般表达式,利用解析法计算电感参数,分析了高次谐波对电感参数的影响。最后,通过对比有限元分析与理论分析的电感参数结果,理论分析与仿真结果基本吻合。