转子偏心效应下大范围转动弹性梁外激励非线性动力学行为与振动机制

为实现大范围转动弹性梁类柔性机械的高速、安全、平稳运行,综合应用Galerkin模态截断法和Hamilton原理建立弹性梁刚-柔耦合动力学模型,并建立转子偏心运动微分方程;基于行波叠加原理,应用高阶Runge-Kutta法完成非线性动力学解耦;应用时、频域分析法解析转子偏心效应下弹性梁的振动机制以及外激励下的频谱响应特性。研究结果表明:外激励响应在转子偏心效应下会衍生新的低频谐波分量,转速和激励幅值的增加会导致频域内多个低频谐波分量高于主振,易引发不同程度的间歇性振动;外激励频率提高会引起频域谱峰后移,数值仿真5~35 Hz频段的外激励,当频率为25 Hz时其低频谐波分量是主振幅值的2倍,高达0.181 mm,进而呈现明显的外激励突发性激振。因此,借助时、频域分析可有效解析具有随机性的间歇性或突发性振动产生机制,可为大型旋转柔性机械的动力学优化设计提供重要的理论基础和数据支持。

转子偏心对水轮发电机中性点电流的影响分析

基于某水轮发电机转子偏心的实际案例,利用有限元分析软件仿真分析了不同工况下中性点电流的变化。研究表明,转子偏心会导致水轮发电机空载时中性点各支路内出现环流,偏心程度与中性点零序横差电流数值密切相关;在空载时,环流在各支路内部流通形成回路,因此各支路的电流方向自然相反(即反相位);在负载时,负载电流由主引线(高电位)流向中性点引线(低电位),因此各支路电流方向相同(即同相位)。

基于磁电传感器的转子偏心距检测

为了解决现有转子偏心检测方法系统建模复杂、多路信号同步采集存在相位误差的问题,提出了一种基于磁电传感器的偏心检测方法。首先分析了磁电传感器检测机理,得到磁电传感器电压与感应间隙之间的函数关系,改变信号盘结构设置键相信号并推导磁电传感器键相信号电压波形。针对传感器键相信号电压波形,设计转子偏心距检测算法。并以DSP28335微控制器为核心,搭建硬件检测系统对该检测方法进行验证。在不同转速的情况下得到转子偏心距参数。结果表明:该偏心距检测方法能够准确的对转子偏心状态进行检测,对工程具有一定的实践意义。

转子偏心对异步电机的影响分析

为了分析转子偏心故障对异步电机气隙磁场和输出转矩的影响,这篇文章利用有限元分析软件仿真分析了不同偏心率下静偏心和动偏心的气隙磁密和输出转矩的变化。研究表明,转子偏心故障会引起气隙磁场畸变。偏心率越大,气隙磁密波动越大,输出转矩波动越大。

基于双曲余切变换的Halbach阵列表贴式永磁电机转子偏心气隙磁场解析模型

精确计算气隙磁场是设计和分析永磁电机的关键。Halbach阵列永磁电机具有良好的转矩输出特性。转子偏心会对永磁电机产生不良影响,准确获得其偏心气隙磁场分布具有重要意义。采用双曲余切变换解析计算Halbach阵列表贴式永磁电机转子偏心气隙磁场。该文建立了Halbach阵列定子开槽、转子偏心永磁电机二维模型。将同心解析模型分为三类子区域,利用各区域边界条件求解拉普拉斯方程和泊松方程,通过矢量磁位求得同心气隙磁场,利用相对磁导函数对其进行修正,从而获得偏心空载气隙磁场,对其进行研究,并利用回归评价指标进行评估。不同偏心率下气隙磁通密度、不平衡磁拉力、齿槽转矩的解析结果同有限元结果吻合,验证了该文解析模型的有效性和正确性。

永磁电机转子偏心的气隙磁场和电磁力分析

永磁电机转子偏心是常见的电机故障类型之一,若永磁电机出现不同程度的偏心,则会引起气隙不均匀,改变气隙磁场分布,从而影响永磁电机的电磁性能。以一台48槽8极内嵌永磁体(IPM)永磁同步电机(PMSM)为例,基于ANSYS Maxwell建立该款电机的二维有限元模型,通过有限元仿真分析PMSM转子偏心对气隙磁场和电磁力波的影响,包括定、转子磁场波形和谐波磁场、额定负载时径向电磁力波形及其谐波的影响。最后,利用电磁力波表与径向电磁力有限元计算结果对比,验证了有限元分析的正确性。研究永磁电机偏心对电机的电磁性能影响提供了理论基础,在工程实践上具有一定的参考价值。

基于等效剩磁法的永磁电动机转子偏心磁场解析计算

转子偏心对永磁电动机的性能有较大的影响。本文基于等效剩磁的方法,利用永磁电动机中标量磁位所满足的微分方程和场量所满足的边界条件提出了静态偏心气隙永磁电动机磁场的解析计算方法。采用该方法计算了一台转子静态偏心的永磁无刷直流电动机在不同偏心率时不同半径处的气隙磁场分布,与有限元计算结果进行了对比,结果表明该方法具有较高的准确性,并得出了相应的结论。

表贴式永磁电机转子偏心空载气隙磁场解析

针对表贴式永磁电机转子偏心问题,建立了一种基于边界摄动法的静态偏心解析模型,采用矢量磁位推导偏心空载气隙磁场磁通密度解析表达式,解析模型中的偏心扰动量无量纲。磁通密度和不平衡磁拉力的解析结果与有限元分析结果相比较,证实了偏心模型的正确性和有效性。

定子开槽表贴式永磁电机转子偏心空载气隙磁场全局解析法

针对表贴式永磁电机定子开槽后的转子偏心空载气隙磁场解析问题,结合正则摄动理论建立其全局解析模型。将解析区域划分为永磁体、气隙和槽区域,通过各子区域之间的边界条件,求解拉普拉斯方程或泊松方程。叠加气隙磁密的零阶分量和一阶分量,得到偏心气隙磁场分布。解析解与有限元解的比较结果表明,气隙磁密、齿槽转矩和不平衡磁拉力计算准确,验证了解析模型的可靠性。所述解析方法计算快速准确,便于分析表贴式永磁电机转子偏心磁场。

基于DSO-2100的异步电机转子偏心故障检测与诊断

为了诊断感应电动机转子偏心故障,采用了定子电流检测法,开发出了一套基于DSO-2100虚拟数字示波器的故障诊断系统,得出了当电机转子存在偏心故障时,定子电流频谱中的特征频率值在不同偏心程度和不同负载下的变化规律,并完成了数据采集模块的设计。试验结果证明,诊断的结果与理论值完全相符。

大型水轮发电机转子偏心对单元件横差保护影响的分析

为了研究转子偏心对大型水轮发电机单元件横差保护的影响,采用多回路分析与有限元分析相结合的方法,建立了转子偏心下水轮发电机的数学模型,对发电机内部磁场进行有限元计算,得到了发电机在转子偏心下的电磁参数,然后通过多回路分析计算,获得了不同转子偏心率下单元件横差电流。计算结果表明,转子偏心故障达到一定程度时,单元件横差不平衡电流会超过保护动作定值,引起单元件横差保护的动作。

计电磁不平衡拉力的高速电主轴转子偏心特性研究

针对高速电主轴转子偏心状态产生的两种载荷-电磁不平衡拉力与离心力,据电磁理论建立电磁不平衡拉力载荷模型,理论分析两种偏心载荷幅值及频率特性;应用Timoshenko梁理论,建立耦合入轴承动态支撑刚度矩阵并以两种偏心载荷为外力的转子有限元模型;据动力学方程计算转子系统固有频率、振型,研究电磁不平衡拉力载荷与离心力载荷对转子系统动态特性影响;通过实验验证两种偏心载荷为引起高速电主轴转子振动的主要因素及转子系统一阶固有频率随转速升高而升高,实验结果与理论计算误差较小。

无刷双馈电机转子偏心对气隙磁场的影响

为准确分析转子偏心故障后无刷双馈电机气隙磁场的分布特点及变化规律,首先采用磁动势磁导法对定子侧两套不同极对数绕组产生的磁场进行分析,得到转子偏心对气隙磁场的影响;然后建立无刷双馈电机转子偏心场路耦合模型,对无刷双馈电机偏心故障下气隙磁场进行计算。经分析得到:转子静、动偏心故障会使气隙磁场发生畸变,引入新的空间谐波成分。转子动偏心故障还会引入新的时间谐波;研究时间谐波随偏心程度的变化规律,以及在同等偏心程度下,时间谐波随气隙位置的分布规律。解析法结果与场路耦合模型仿真计算结果一致,并与测试线圈的测试结果做对比,该文为转子偏心故障的检测和诊断提供了相应的理论依据。

无轴承永磁同步电机转子偏心位移的直接控制

无轴承电机运行时由于负载扰动使其转子产生的径向偏心影响了其稳定悬浮性能,因此如何采取直接有效的方法控制转子偏心位移、使转子稳定悬浮成为无轴承电机研究的重点。文中对无轴承电机中的麦克斯韦力进行详细研究后,根据径向偏心位移和径向悬浮力之间的关系,基于可控径向悬浮力产生的机理,采用转子磁场定向,对转子偏心位移的控制提出了一种全新的控制方法:无轴承永磁同步电机转子偏心位移的直接控制,并设计了相应的控制系统。仿真结果表明,该方法有效地提高了无轴承电机稳定悬浮运行的动、静态性能,实现了对转子偏心位移的直接控制。

小波包分析在永磁同步电机转子偏心故障中的应用

在Maxwell和Simplorer平台下建立永磁同步电机模型,通过联合仿真得出正常运行和发生不同程度转子动态偏心故障时的定子电流。对正常和转子偏心故障状态下的定子电流进行小波包分析,得到其定子电流信号的小波包分解系数,其定子电流三次谐波分量变化最为明显,可以作为其特征量用以检测永磁同步电机转子偏心故障,并对不同程度的转子偏心故障的定子电流小波包分解系数做了对比研究。

电动车用永磁同步电机转子偏心对电磁力影响分析

针对电动车用永磁同步电机转子偏心问题,对偏心对电磁力的影响进行研究.通过解析法和有限元法建立电机偏心电磁力以及不平衡磁拉力模型,分析静动态偏心对电磁力的影响,得出静动态偏心会增加±1阶电磁力成分,并分别产生0Hz和f/p的不平衡磁拉力,且不平衡磁拉力成分随偏心率呈线性变化.这就为分析电动车用电机的振动和噪声激励源奠定了基础.

永磁伺服电机转子偏心对电机性能的影响研究

针对永磁伺服电机转子偏心对电机综合性能的影响,以一台14 k W卷烟自动化设备永磁伺服电机为例,建立了电机二维电磁场数学模型,给出了求解域以及相应的边界条件;采用有限元计算方法,计算分析了永磁电机转子偏心对气隙磁场的影响,给出了转子偏心影响气隙内谐波磁场的变化规律,并与部分实测数据进行了对比。在气隙谐波磁场分析的基础上,定量分析了气隙谐波磁场的变化对电机输出转矩和电机转子表面涡流电密的影响,给出了静态偏心、动态偏心以及不同偏心程度情况下电机输出转矩、电机转子涡流损耗的变化规律,并进一步揭示了涡流损耗变化的机理,为深入研究永磁电机偏心对电机性能的影响提供了理论基础。

计及定子开槽的插入式永磁电机转子偏心空载气隙磁场全局解析迭代模型

采用解析迭代法研究定子开槽插入式永磁电机转子偏心气隙磁场全局模型。首先采用摄动法计算无槽定子、转子偏心气隙磁场;接着,利用以上结果给出定子开槽区域的边界条件,计算定子开槽后的气隙磁场;然后获得定子开槽后的边界条件,再次计算。经过多次迭代得到最终气隙磁场分布。本模型能够方便地计算各种偏心情况下电机的磁场分布。将本模型计算的气隙磁通密度分布、偏心力和齿槽转矩与有限元模型比较,结果吻合,表明了该全局解析模型的正确性和有效性。

无轴承异步电机转子偏心补偿的研究

针对无轴承异步电机转子偏,心工作问题,对其转子偏心时的转子受力情况进行了分析,并以此为基础,应用径向力反馈控制来补偿转子偏心的非线性影响。结果表明,径向力反馈控制有效地提高了无轴承异步电机系统的悬浮精度.

永磁电动机转子偏心空载气隙磁场矢量位解析法

提出了矢量磁位解析法用于分析转子偏心表贴式永磁电动机的空载气隙磁场,该方法适用于内转子偏心和外转子偏心结构。解析模型的求解场域分为气隙区域和转子永磁体区域,两类子区域的矢量磁位拉普拉斯方程或泊松方程根据交界条件建立关联,利用边界摄动理论,通过矢量位解析法求解转子偏心表贴式永磁电动机在定子坐标系下和转子坐标系下的气隙磁通密度表达式,实例计算结果与有限元法分析波形作比较,验证了矢量位解析法的有效性和正确性。