自起动永磁电动机的稳态转矩波动研究

由于自起动永磁电动机定转子双侧开槽、转子带有铸铝鼠笼,所以其谐波磁场比直流无刷电动机复杂。采用场-路-运动耦合的时步有限元方法对其稳态转矩波动现象进行研究,建立两种时步有限元计算模型对稳态转矩曲线进行分析。第一种模型包括转子运动方程,第二种模型不包括转子运动方程。分析表明采用两种模型计算谐波转矩的结果一致。采用第二种模型,通过加载基波或谐波电流,揭示了齿槽转矩、源于定子基波电流的谐波转矩及源于谐波电流的谐波转矩对稳态转矩波动的影响。通过与实测转矩对比验证了计算结果的正确性。

与变压器容量相近时自起动永磁电动机起动性能研究

针对自起动永磁电动机在油田中应用出现起动困难问题,结合自起动永磁电动机自身的起动特性和油田变压器容量低这一特定的应用场合,自起动永磁电动机较大的起动电流会导致低容量变压器产生较大的变压器电压降,影响电动机起动性能的发挥。有必要研究自起动永磁电动机起动对变压器电压降的影响,利用场路耦合联合仿真法,在考虑变压器电压降的情况下对电动机的起动性能进行了分析,分析了电机设计参数对其带载起动能力的影响,并通过实测数据进行了验证。根据研究可得变压器电压降对电动机的牵入能力影响较小,在设计的时候可侧重提高其起动转矩,研究结果对油田类负载变压器容量的选择和电动机的选用具有参考价值。

永磁感应电动机与自起动永磁电动机对比研究

对两种高效电机——永磁感应电动机和自起动永磁同步电动机进行对比研究。在分析永磁感应电动机结构和工作原理的基础上,结合电动机的数学模型和相关参数,从理论上分析了永磁感应电动机高功率因数及负载能力强的原因。利用有限元方法对永磁感应电动机和自起动永磁同步电动机分别进行了仿真分析,通过比较两种电动机在不同负载下的运行状况来研究电动机的起动能力、功率因数和效率。仿真结果表明,两种电动机均在较宽的负载范围内具有较高的运行效率和功率因数;两者的自起动能力、稳态运行性能各有优劣。阐明两种高效电动机的优缺点,为研究应用提供参考。

大型异同步电动机再制造成自起动永磁同步电机技术研究

对大型异同步电动机应用中存在的转子励磁系统损耗大、滑环故障率高等问题,提出仅对其转子进行改造,将其再制造成自起动永磁电机。以一台630k W-36P的异同步电机为例,通过等效安匝数原理将原电机转子直流励磁安匝数等效成永磁体激磁磁势,利用商业软件对等效永磁激励条件下的纹波转矩、气隙磁密波形、转速稳定性及运行效率等进行了仿真。结果表明,再制造后自起动永磁电机保留了原异同步电动机的优点,且效率和功率因数以及起动能力,都具有显著的提高,具有重要的工程实践和节能改造价值。

单相自起动永磁同步电动机综述

单相自起动永磁同步电动机由单相电源供电,具有自起动能力和很高的运行效率,在家电行业有广阔的应用前景。本文对单相自起动永磁同步电动机的结构、原理和研究现状进行了综述。

自起动内嵌式变频永磁同步电动机性能分析

针对自起动内嵌式永磁同步电机(IPMSM)变频电源供电方式下电机性能进行分析,利用Ansoft软件,搭建了带起动鼠笼导条的内嵌式永磁同步电动机有限元分析模型,分析了电机的静、动态特性;场-路结合在Simplorer环境下搭建了模拟PWM变频供电外电路模型与Maxwell环境下的电机联合仿真,分析了变频供电方式下定子电流、电磁转矩、电机转速随时间变化;与正弦供电相比较变频器供电时电流谐波含量大,采用谐波电流注入法可以减小谐波电流,减小电机转矩脉动。实验结果验证了仿真分析的正确性,分析结果为变频供电时自起动永磁同步电机运行性能的改善提供了理论基础。

单相自起动永磁同步电动机仿真与分析

采用磁路计算与有限元分析相结合的方法,设计了一台220 V、55 W、额定转速3 000 r/min的单相自起动永磁同步电动机。借助电磁场有限元分析软件,对电机空载磁场、反电势、电机负载性能及电机起动过程进行了仿真分析。设计达到预期效果,对单相自起动永磁同步电动机的设计与仿真具有一定的参考价值。

起动条件对永磁电动机退磁状况的影响

本文研究了一台W型钕铁硼永磁体自起动永磁同步电动机在起动过程中的退磁情况,分析了同一永磁体不同点的退磁状况,以及施加不同负载与不同电压时对永磁体的退磁的影响,并得出永磁体边角处更易退磁、低压起动及重载起动时永磁体退磁风险较大3个主要结论。就降低电动机退磁风险提出了一种解决方案,对实际运行中分析永磁体性能和改进电动机设计具有重要意义。

起重机用绕线转子自起动永磁同步电动机起动过程仿真

简要说明了绕线转子自起动永磁同步电动机的原理。使用Ansoft仿真软件对该电机的起动过程进行了仿真分析,对起动性能与同容量同极数的笼型自起动永磁同步电动机进行了分析比较。仿真结果显示,该电机在起动过程中通过实时调节转子外串电阻,使其跟随转速的变化而变化,增加了起动转矩,降低了起动电流,起动性能得到明显改善。

新型绕线转子自起动永磁同步电动机的设计

提出了一种新型绕线转子自起动永磁同步电动机,对其原理和结构进行了阐述。结合电机特例,说明了该种电机的设计方法。利用Ansoft仿真软件对该电机的起动过程进行了仿真分析,仿真结果表明,该电动机在起动过程中随着转速的变化而实时调节转子外串起动电阻提高起动转矩,减小起动电流。改善起动性能。

自起动稀土永磁电机断相运行时步有限元分析

为了研究自起动稀土永磁电动机断相后的运行特性,建立了断相运行的场—路—运动直接耦合时步有限元模型。以一台22 kW永磁电机为例,分析了其在30%和50%额定负载下断相前后的定子电流、转矩波动及损耗情况。计算结果表明,在负载转矩保持不变的条件下,断相后定子电流接近断相前的2倍,转矩发生大幅度波动,而总损耗分别增加32%和84%。因此,从减小损耗与转矩波动两方面考虑,自起动稀土永磁电机即使轻载工况下也应尽量避免断相运行。实测数据验证了计算结果的正确性。

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。

航空中频自起动永磁同步电机的设计与试验

自起动永磁同步电动机是转子上安装有起动绕组的永磁同步电动机,具有在某一频率和电压下的自行起动能力。针对航空领域115V/400Hz中频电源供电条件下自起动永磁同步电动机的研究空白,提出了一种航空中频自起动永磁同步电动机方案。本文分析了这一特殊供电条件下该种电机定子、转子和永磁体等方面的设计特点,设计了一台10kW、6极、8000r/min的样机方案,并采用有限元方法分别对其空载性能、满载性能和起动性能进行了仿真分析。最后研制了一台工程样机,在此基础上搭建试验台进行了起动性能和负载性能测试试验。仿真和试验结果均验证了设计方案的合理性。

综合考虑起动转矩与牵入转矩时转子电阻优化设计

针对油田等电机常处于轻载运行的场合,为了实现较低功率等级自起动永磁电机替换原异步电机的目的,需要合理匹配自起动永磁电机的起动转矩和牵入转矩提高其带载起动能力,而转子电阻的改变会影响电机起动转矩与牵入转矩的比例,进而影响电机的带载起动能力。本文从理论上对电机的起动转矩和牵入转矩进行了分析,分析转子电阻对两者的影响,以笼型转子的电导率为变量,起动时间为衡量标准,利用有限元仿真求得恒转矩负载时转子电阻与电机带载起动能力的关系,总结出转子电阻对电机带载起动能力的影响规律,为电机转子电阻的设计提供了依据。