高速隐极电动机不同转子端部结构流动与传热耦合计算

本文阐述高转隐极电动机在不同转子端部结构下转子流动特性和传热特性。针对某大型高速隐极电动机,通过有限体积法对电动机稳态运行时的三维流场和温度场进行耦合求解,研究转子端部通风结构对转子流场、温度场特征的影响关系,分析得到不同转子端部结构下转子各个风沟流量分布、转子风道静压分布以及转子通风沟的散热系数和温升分布情况。本文的研究成果,可进一步了解同类电动机转子通风结构的特点,为后续更多的高速隐极电动机通风结构设计奠定基础。

隐极电动机

美国CCL公司首次推出4极SD系列隐极电动机，SD系列电机以寿命长、噪声小、振动小见长。电机直径为82mm，长度在68．2～131．2mm之间，重量从790g～2200g，适于在-5℃～+40℃的条件下运行。在直流500V下，电机绝缘电阻为1MΩ。

隐极同步电动机冷却空气流场特性研究

为了研究在相应通风道结构下某变频调速隐极同步电动机冷却空气流场的特点,建立了包括定子和转子风道的电机1/8结构的三维流场物理模型,基于有限体积法,对三维湍流流动控制方程进行数值求解,得到了两种额定转速时电机内各部分空气流速、空气流量分布的特点。结果表明,在计算条件下,转子转速分别为3120r/min、4800r/min时,定子部分流过定子端部、压指间、定子铁心段径向通风沟及转子部分的冷却空气流量分配百分比基本不变,转子端部未布置补风口的3号槽与布置补风口的6号槽冷却风量较小。所得结论可为通风道结构设计提供参考。

某新型隐极同步电动机流场计算与分析

为了得到某变频调速隐极同步电机对应的通风结构内流体流动与传热的特点,建立1/8整机结构的三维流场物理模型,基于计算流体动力学原理,采用有限体积法对流体场控制方程进行数值模拟,可以得到电机内不同通风段各通道内空气流量、速度和压力分布特点。结果表明,转子端部采用弧段进风、直段补风布置时,在转速分别为3 120 r/min、4 800 r/min时,进入定、转子的风量分配比率并无明显变化,风路最长的槽弧段绕组内冷风量最少,应注意该处绕组温度是否超温。为电机设计通风系统提供参考。

基于动子附加绕组的隐极式永磁直线同步电动机的功率角测量

针对隐极式永磁直线同步电动机凸极效应不明显(Ld≈Lq)的特点,提出了基于动子附加高频绕组的隐极式永磁直线同步电动机的功率角测量新方法。在对永磁直线同步电动机基本结构和工作原理分析基础上,推导出了该电机的功率角与动子位置角的关系方程,建立了基于动子附加高频绕组的动子位置角测量数学公式。实验表明,该方法能实现包括零速在内全速度范围内永磁直线同步电动机功率角的测量,具有结构简单、价格低廉、使用方便、响应速度快、测量精度高等优点,特别适宜于由三相交流永磁直线同步电动机驱动的长行程伺服系统或运输系统。

隐极罩极电动机的研制

提出了改变隐极罩极电动机的常规绕组结构、加大副绕组的跨距、从而增加副绕组匝链的磁通的方法 ,大幅度提高了起动转矩。

隐极同步电动机转矩可控性与解偶性分析

交交变频同步电动机矢量控制系统已广泛应用于轧钢机主传动,对其控制原理的研究具有重要的意义。依据隐极同步电动机dq轴系和气隙磁链定向的数学模型,对转矩的解偶性和可控性进行了分析,还对阻尼绕组的影响进行了分析,认为阻尼绕组有助于减少动态速降并可稳定动态过渡过程,无阻尼绕组传动系统的转矩解偶、控制方便,但动态时可能发生震荡。

隐极电机转子端部通风结构对热流场影响研究

本文以空冷隐极同步电动机为研究对象,建立了包括6个转子槽的流体和固体域的物理模型,基于流体力学和传热学理论,采用有限体积法,对转子端部采用一路和一路半通风结构的流体场和温度场进行数值求解。最后将仿真结果与实验数据和其他方法仿真数据进行对比分析,验证了计算结果的准确性以及求解方法的合理性。

宝钢三期2000千瓦4极交交变频隐极式同步电动机的设计特点

本文简要介绍2000千瓦4极交交变频隐极式同步电动机的设计特点,包括如何确定电动机的额定功率,选择电磁负荷参数,对于电动机连接到变频电源的三种接法作了分析比较。

高压电动机磁平衡差动保护

2 MVA及以上的高压电动机,当与配电装置距离较远时,采用比率制动差动保护由于两侧电流互感器的二次阻抗不匹配,有较大不平衡电流,影响保护的灵敏度,而采用磁平衡差动保护则整定值低,灵敏度高,更合理。同时对不同型式的电动机进行磁平衡保护整定计算。

隐极电机转子风路入口局部堵塞时流场模拟

空冷隐极同步电动机转子风路发生堵塞,导致转子流量减少,绕组局部温升增大,老化加快,寿命降低,此时,进行转子的三维流场计算,总结风量分布规律非常重要。该文以一台转子端部弧段绕组通风入口被挡块局部堵塞的某空冷隐极同步电动机为例,根据流体力学及传热学理论,结合电动机的通风性能及结构特点,建立了定转子流体及转子端部和5、6号槽本体段固体的1/8物理模型及流动与传热耦合求解的数学模型,给出基本假设与相应的边界条件,采用有限体积法,在3号和5号槽端部弧段入风口被挡块局部堵塞的情况下,对三维流场控制方程进行数值求解。结果表明:转子风路入口局部堵塞时,进入电机转子空气量减小,采用一路半通风方式的转子槽端部弧段空气量小,各槽补风量基本相同,与堵塞无关。

基于动子附加高频绕组的隐极式永磁直线同步电机动子位置测量装置

针对隐极式永磁直线同步电机凸极效应不明显的特点,提出了基于动子附加高频绕组的永磁直线同步电机的动子位置和速度测量新方法。通过对基于动子附加高频绕组的动子位置和速度测量原理的分析,建立了其数学模型,并在此基础上设计了以TMS320F2407处理器为核心的动子位置和速度的检测系统。侧重介绍了高通滤波器、带通滤波器、移相电路、加法电路和鉴相器等的设计。实验表明,该装置既能保证低速时测量的准确性,也能保证高速时测量的快速性,且具有结构简单、价格低廉、快速性好、测量精度高等优点,特别适宜于由三相交流永磁直线同步电机驱动的长行程伺服系统或运输系统。

武钢立辊E电机设计总结

介绍我公司同SIEMENS公司合作制造的武钢2250mm热轧带钢生产线立式隐极同步电动机的一些性能及其结构方面的一些特点。