Adaptive Real-Coded Genetic Algorithm for Identifying Motor Systems

In this paper, the main objective is to identify the parameters of motors, which includes a brushless direct current (BLDC) motor and an induction motor. The motor systems are dynamically formulated by the mechanical and electrical equations. The real-coded genetic algorithm (RGA) is adopted to identify all parameters of motors, and the standard genetic algorithm (SRGA) and various adaptive genetic algorithm (ARGAs) are compared in the rotational angular speeds and fitness values, which are the inverse of square differences of angular speeds. From numerical simulations and experimental results, it is found that the SRGA and ARGA are feasible, the ARGA can effectively solve the problems with slow convergent speed and premature phenomenon, and is more accurate in identifying system’s parameters than the SRGA. From the comparisons of the ARGAs in identifying parameters of motors, the best ARGA method is obtained and could be applied to any other mechatronic systems.

混合转子永磁电机双风道冷却系统设计

混合转子永磁电机具有高功率密度的优势,但也导致电机散热空间和散热能力不足等问题。为此,根据其特有的转子结构提出一种双风道冷却系统,并采用计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)的方法对电机温度场进行验证。首先,根据电机损耗和尺寸设计一个适合双风道的轴流风扇。其次,对不同进、出风口的结构参数进行仿真,对比和分析仿真结果,选出冷却性能较好的参数组合。最后对单风道和该参数组合下的双风道进行数值模拟,仿真结果表明,使用双风道冷却结构后电机散热能力显著提升。

基于ANSYS的高温气冷堆主氦风机电机的抗震分析

高温气冷堆核电站主氦风机高温气冷堆核电站关键设备,主氦风机电机在地震工况下,可能会发生共振或定转子碰磨,给主氦风机的安全带来较大的危险。需要对主氦风机在地震有效载荷、产品重量、扭矩和单边磁拉力等多种载荷组合作用下进行抗震性能计算分析。首先建立了主氦风机整体有限元模型,进行了模态分析,然后采用响应谱法,计算了主氦风机整体的等效应力及定转子间隙相对变化,根据规范进行了安全评定。其次,对转子动力学进行分析了,获得了转子临界转速。根据计算结果,可见在上述载荷作用下,电机整体应力状况符合抗震要求。电机临界转速位于一阶和二阶临界转速之间,需要引起注意。

风路结构对自扇冷永磁地铁牵引电机冷却散热的影响分析

为了解典型外风路结构对永磁牵引电机的散热及噪声的影响规律,本论文采取数值计算和实验测试的方法,对某型号190 kW地铁永磁牵引电机在不同外风路结构下的流动、散热以及气动噪声展开了分析讨论,在保持通风孔径向高度15 mm不变的前提下,随着通风孔从48增加至60和72时,平均流速增加,流量减小,其中72孔比原始孔数48孔,流量减少了6.1%,流速增加了8%;在保持通风孔数60不变的前提下,取通风孔高度分别为15 mm、16 mm、17 mm时,随着孔高度增加,流量增加,流速减小。孔高17 mm比孔高15 mm方案流量增加了3.6%,平均流速减小了6.7%。风扇外径由280 mm增加至320 mm时,气动噪声仅增加2 dB(A)左右,但绕组最高温度、铁芯最高温度均下降5 K以上。因此,建议对于定子通风孔在满足要求设计及安全要求前提下尽量选取孔数大、高度低的参数组合;风扇外径在280~320 mm范围内时,风扇尽量选取更大一点,综合性能更优。

“汽电双驱”引风机驱动方案的电气原理与应用

介绍某火力发电厂中“汽电双驱”的引风机驱动方案的配置、结构以及各运行工况。阐述该系统的电气原理、介绍异步电机的参数选取和边界条件;并分析系统工作的稳定性,以及在各种不同工况下,电机、汽轮机和引风机如何配合以实现功率的自平衡。计算该异步电机对降低厂用电率的作用,及其对中压母线电压降和短路电流的影响。

冷却塔风机驱动系统改造

原冷却塔风机驱动系统采用了三相异步电动机+传动轴+减速机的结构形式。该驱动系统存在的主要问题是:具有一定的机械效率损失;组成部件较多,故障点多。对驱动系统进行了改造,采用直联永磁电动机替换了原驱动系统,风机叶片可直接安装在该驱动装置上,无需减速机及联轴器,减少电能消耗、故障点及维修成本。

300 MW机组引风机电机振动故障诊断及动平衡试验

针对某300 MW机组引风机电机振动超标故障,对电机及引风机进行全面振动测试和分析,明确了引风机电机振动故障的原因,通过在电机风扇和电机与引风机的联轴器上加重,消除了电机振动故障,满足了设备的安全稳定运行需要,同时在两个加重面上加重的影响系数可为同类型转子动平衡试验提供经验。

煤矿主通风机电机启动方式应用分析

针对近年来矿井通风需求量的增大,通风机电机功率不断增大的现状,若采用传统的方式启动通风机,存在易对电网造成较大冲击,影响其他设备安全稳定运行的问题,为有效解决上述问题,重点研究了矿井主通风机电机启动方式,基于主通风机电机启动方式应用现状,对通风机电机三种主要启动方式:全压启动,软启动及变频启动进行分析,分析了各自的优势、劣势,并结合工程应用案例进行了对比分析,得出了各种启动方式较适合应用的场景,以为矿井通风机电机启动方式的科学,合理选择提供支持。

基于计算流体力学冷却风机性能参数设计分析

冷却风机作为电动轮车辆轮边牵引电机冷却系统最重要的部件,其性能优劣对冷却系统的效果有直接的影响。针对强制冷却系统的结构特点,结合牵引电机的冷却需求,对影响风机冷却风量和压差的关键参数进行设计;在此基础上,基于CFD搭建风机的流场分析模型;采用差异化网格划分技术,对不同区域选取不同网格尺寸;对整机和叶片静压场进行分析,并对整机全压场和流道区域速度场进行分析,获取关键参数值,并与设计值进行对比。结果可知:风机内部的流场十分复杂,多处存在二次流和尾流-射流现象,但是流动趋势符合流体力学原理;模拟所得流量结果为3.86m^(3)/s与设计流量4m^(3)/s误差为3.63%,模拟功率结果为29.4kW与设计功率29.92kW的误差为1.77%,二者结果一致,表明设计和分析结果是合理的。参数设计计算和流场分析结果一致性,为同类型冷却风机设计提供参考。

电机转子轴窜优化的数值模拟

为解决电机轴窜问题,以一台2 800 kW的全封闭高压凸极同步电机为例,采用有限体积法对电机内流场进行数值模拟,与实验对比证实模拟结果的准确性。结果表明:转子两端风压差值过大为引起电机转子轴窜的原因;减小弧形风扇轴向高度易于减小转子轴向窜动量,相对于原弧形风扇,轴向优化后转子两端风压差值分别减小72.98%和96.49%,最终优化后的弧形风扇转子两端轴向风压差值为77.9 N,转子轴向窜动量为0,满足电机设计要求。该研究可为电机转子轴窜优化提供理论依据。

涵道风扇电机强迫风冷散热结构设计与实验

针对涵道风扇电机的轻量化高效散热需求,提出基于涵道风扇内部流场的强迫风冷散热方法,设计了肋片高度为3 mm、6 mm、9 mm和12 mm的四种风冷散热结构,应用工程估算和CFD方法对不同风速下散热效果进行对比分析,搭建实验平台开展地面试验验证。结果表明,在桨毂上增加散热肋片能够有效提高散热效率,壁面温升可降低至无肋片模型的74%、55%、44%、35%;对于轴向风冷,肋片能显著强化散热,但是存在温度不均的问题。工程估算和CFD方法对电机的带肋表面风冷散热分析有较好的精度,可用于涵道风扇电机的温升预示,为涵道风扇推进系统的使用提供依据。根据分析结果提出了高功率密度电机强化散热的研究方向。

链板式烘干机循环风机的使用状况与发展探讨

循环风作为链板式烘干机热能传导交换的载体,以实现烘干机最关键的热能交换。目前循环风机的主要形式有皮带传动式和电机直连式,对两种结构形式进行了对比,阐述了两种形式的结构优缺点,并就典型案例作分析说明,最后对循环风机如何提升性能作分析探讨。

某永磁牵引电机冷却结构优化分析

基于计算流体动力学原理,对某永磁牵引电机温度场进行仿真计算,通过仿真得到各关键部件在额定工况下的温度值及分布趋势。根据仿真结果,提出风扇结构改进方案,大幅提高了内循环冷却风量,有效降低了转子及永磁体温升。通过样机试验对仿真结果进行验证,为相似结构永磁牵引电机内循环风路结构优化设计提供了一定参考。

氯碱企业节约用电的措施

详细介绍了氯碱生产中节约用电的各种技术性措施。

风力机特性的直流电机模拟

分析了风力机运行特性及其最佳风能利用原理 ,通过仿真及实验验证了采用直流电机的输出特性模拟风力机的最大输出功率曲线的可行性 ,给出了模拟系统的硬件结构 ,为在实验室条件下模拟风力机的重要运行特性提供了一个实用的方法。

对旋风机变工况下两级叶轮变转速匹配研究

为了解决对旋风机小流量工况下第二级电机易过载以及大流量工况下第二级叶轮压升低、效率低的问题,提出了不同工况对应不同两级叶轮转速的转速匹配方法。利用速度三角形推导出不同工况下两级叶轮转速匹配的计算公式。利用数值模拟的方法,分析并修正了两级叶轮转速匹配计算公式,结果表明:两级变转速匹配能够在保持整机压升不变时,均匀地分配两级叶轮的压升与轴功率,避免了二级电机过载的问题,提高了大流量工况的运行效率,扩大了高效工作范围。

矿用风机电机变频频率比与转速比的关系模型

针对通风机节能预估偏大的问题,利用自主研发的矿用通风机实验平台,测定K45-4-No.9/18.5 kW型轴流主通风机电机在不同频率下的转速。应用MATLAB软件分析实验数据,得到频率比与转速比呈7次方多项式的函数,并验证了变频下限不宜低于50%的论点。结果表明,转速比与频率比为非线性关系。所得主通风机电机频率比与转速比的量化关系式,为变频通风机性能分析提供了数学模型。

基于等效焓降法的汽动引风机经济效益分析

采用等效焓降法计算机组锅炉汽动引风机方案和电动引风机方案的煤耗差,并对电动和汽动引风机方案的投资回收年限,及其与煤价、电价的关系进行了分析,得出在不同电价和煤价影响下的回收年限。按标煤价格900元/t,电价0.43元/(kW·h)计算,仅需2.86年即可回收汽动引风机方案的全部投资。

制丝线排潮管路自动清洁系统的设计

为解决制丝线排潮管路存在的排潮风机、排潮管道内部易积垢,难清洁和排潮量不可控等问题,设计了制丝线排潮管路自动清洁系统。采用排潮风门固定开度、排潮风机变频控制的方式对排潮量进行控制,实现筒内负压的闭环控制;根据排潮风机的叶轮结构和运行状态,设计了排潮风机自动清洁装置,利用PLC程序调整排潮风机频率,实现排潮风机的自动清洁控制模式;利用重力分级器的原理,设计了可以将烟尘颗粒从气流中分离出的沉降室,实现对排潮管道的自动清洁。结果表明:改进后筒类设备实现了排潮量自动变频控制,筒内负压保持在(36.5±3.0)Pa,排潮风机频率稳定在(35±5)Hz范围内;排潮风机清洁时间减少132.7 min/次,排潮管道清洗时间减少9.13 h/次;按全年生产260 d计算,5台筒类设备全年可节省费用12万余元。该系统的应用避免了设备的反复拆卸和安装,提高了排潮系统运行的稳定性。

矿井风机多电机综合保护器的研究

介绍了一种用于矿井风机的多电机综合保护器,以AT89C52单片机为控制核心,改变以往电机保护器的功能单一状况,研究并完成集缺相、过载、短路、漏电等故障保护功能为一体的多功能电机综合保护器的设计与实现.同时该电机保护器在煤矿井下使用,因此具有防爆、本质安全特性,保护井下多台电机的正常运行,控制瓦斯浓度,防止瓦斯爆炸事故发生.本保护器采用CAN总线与上位监控系统通信,实现整个系统的实时监控功能.