考虑交叉饱和影响的永磁同步电机稳态参数有限元分析

针对永磁电机相关控制策略及性能计算均需要准确地得到电感和磁链等稳态参数,而它们又受交叉饱和效应影响严重,常规方法无法准确计算的问题,以有限元为工具,分析了计算永磁磁链和直轴、交轴电枢反应电感的不同方法。研究了交叉饱和效应对永磁电机的直轴、交轴电枢反应电感的影响,提出由于交叉饱和效应导致的直轴交轴存在互感,以及直轴上的永磁磁势产生交轴磁通的问题。采用冻结单元磁导率的方法,将非线性场线性化,计算得到了稳态参数随直轴、交轴电流变化的趋势。通过对比,使用计算得到的稳态参数仿真结果和实际测试结果,在空载与负载条件下的吻合很好,证明了使用冻结磁导率法计算参数是可靠的。

高过载永磁同步电机的电磁特性

定子铁心饱和、电枢反应限制了永磁同步电机(PMSM)输出转矩的进一步提高,在一些应用场合电机的转矩密度无法满足需求。研究了永磁同步电机的转矩特性,提高了恒转速下的转矩过载能力。首先从PMSM的输出功率入手,分析PMSM的极限输出功率与输入电流、直交轴电抗和空载反电动势的关系。接着通过改变PMSM定子和转子结构参数,分析了不同槽、极比对电机转矩过载的影响;磁钢厚度对气隙磁密以及直交轴电感的影响;定子裂比对电机电磁转矩的影响;不同齿宽对电机输出转矩的影响。由此得到高过载永磁电机的设计方法。最后进行有限元分析和电磁设计,并研制了一台10倍转矩过载的PMSM。搭建了测功机实验平台,对比测试了高过载电机以及常规设计PMSM的电阻、电感与转矩-电流特性曲线。实验分析结果与有限元计算结果基本一致,验证了理论分析的正确性。

长定子直线同步电动机轨道空间处的电枢反应电抗和谐波漏抗

介绍了长定子直线同步电动机轨道空间处定子磁场的特点,提出了轨道空间处电枢反应 电抗和谐波漏抗的计算方法,并以磁悬浮列车Transrapid-08为例,验证了该法的正确性。

轨道交通用永磁同步牵引电机电抗参数的有限元分析

永磁同步牵引电机具有体积小、功率密度大、过载能力强、效率和功率因数高等特点,而电抗参数对永磁同步牵引电机的设计以及电机运行时平衡恒转矩转折速度点与弱磁恒功率最高速度点的性能有较大影响。本文利用Ansoft有限元分析软件对永磁同步电动机的交直轴同步电抗进行了计算,得出了交直轴电抗参数随电机参数的变化曲线,并分析了电机参数对电抗参数的影响。

减小永滋同步电机电枢反应的新方法

本文对既可保持转子的机械完整性、又可降低电枢反应的新的转子结构进行了分析。这种结构是将转子上的磁体切向安置，转子的直轴对称地设置空槽，从而可有效地降低电枢反应。分析中采用二维有限元法，软件均采用ＮＤＰ－ＦＯＲＴＲＡＮ语言，在微机上实现大型磁场的计算，利用该种结构设计了一台４５ｋＷ，４极钕铁硼永磁同步电动机。

利用负载磁场法求解永磁同步电动机的交直轴电枢反应电抗

永磁同步电动机电抗参数的准确计算对于电机性能分析与电机优化设计是至关重要的。介绍了一种基于电机任意运行工况下,利用有限元法求解永磁同步电动机的交直轴电枢反应电抗Xaq、Xad以及永磁体空载感应电压E0的方法。基于有限元法计算非线性负载磁场得出内感应电压Eδ和内功率角δi,进而推导得出Xad、Xaq和E0。并将此方法应用于求解一台额定功率630k W的船用表贴式永磁同步电动机的交直轴电枢反应电抗。

一种由试验结果求取永磁同步电动机电抗参数的方法

通过对永磁同步电动机电枢反应的分析,提出一种由试验结果求取永磁同步电机电抗参数的方法,并验证了该方法的正确性与有效性。

凸极同步机引入双反应理论原因异议

提出同步电抗的数值求取和概念厘清具有同等重要的意义。转差法测量Xd、Xq既是双反应理论发挥作用的基础,也是其被引入的根本原因。

电抗对永磁同步电动机牵入转矩的影响

电抗参数是影响永磁同步电动机牵入同步转矩的主要因素之一,文章就交、直轴同步电抗对牵入同步性能的影响进行了分析,并针对牵入同步转矩给出二电抗的取值比范围,为此类电机的设计提供了参考。

永磁同步电动机的电枢反应和损耗分析

本文详细地分析了永磁同步电动机电枢反应的特点 ,说明了直交轴磁路间的耦合以及耦合电抗的概念。提出一种由试验结果求取电机参数和分离损耗的方法 ,与样机的电磁场计算以及实测数据相比达到足够的精度。

钕铁硼永磁同步电动机电枢反应电抗的计算

本文根据钕铁硼永磁同步电动机的结构特点，在建立钕铁硼永磁同步电动机电枢反应电抗参数分析模型的基础上推导出纵、横轴电枢反应电抗的计算公式；分析了电机磁路饱和对电枢反应电抗的影响；介绍了纵、横轴电枢反应电抗饱和值的计算方法．

内置式永磁同步电机交、直轴电枢反应电抗的准确计算

为了提高永磁同步电机性能,采用电磁场有限元法、在不考虑永磁体作用的情况下、通过分别施加交、直轴电枢电流进行计算。计算交、直轴电枢反应电抗会带来很大误差。分析了产生误差的原因,在此基础上提出了一种新的计算方法,即考虑电机的实际运行情况和交、直轴之间交叉饱和的影响。计算结果与理论分析一致,具有一定实用价值。

永磁无刷电动机相位超前角研究

近年来永磁无刷直流电动机已经成为伺服驱动控制系统首选方案,在永磁无刷电动机经典控制理论中忽略了电枢反应、磁路饱和以及系统延时等因素,在高速或大力矩运行时,实测力矩系数迅速降低,驱动效率明显低于理论计算值。在驱动程序中适当调节导通角度,即增加相位超前角设置,可以大幅提高电动机过载能力和运行效率。以往文献中多从驱动角度分析相位超前角,本文从电机本体分析相位超前角产生的原因。针对不同转子结构类型进行定量分析,再结合有限元分析软件对相位超前角进行定量计算。经试验验证,计算结果对实际参数调节具有比较理想的指导作用。

双定子永磁同步电机电枢反应对气隙磁场的影响

为了研究双定子永磁同步电机两套定子绕组电枢反应对气隙磁场的影响,分别对双定子永磁同步电机内外定子空载、外定子负载内定子空载、外定子空载内定子负载和内外定子负载4种情况下,定子绕组电枢反应对内外气隙磁场的影响进行分析。通过建立等效磁路,推导出气隙磁密的解析表达式。经分析比较,结果显示外定子绕组电枢反应对外气隙磁场影响较大,其影响程度可由外磁路漏磁阻与外层永磁体内磁阻之比反映,而对内气隙磁场几乎无影响;同样,内定子绕组电枢反应对内气隙磁场影响较大,其影响程度可由内磁路漏磁阻与内层永磁体内磁阻之比反映,而对外气隙磁场几乎无影响。最后用有限元法进行仿真验证。

变频调速永磁电机电抗参数的研究

电抗参数是分析变频调速永磁同步电机性能的重要参数之一,也是设计永磁同步电机的主要依据。由于永磁同步电机在结构和原理上不同于其他同步电机,因此用普通的计算方法难以准确地计算电抗参数。就此叙述了三种永磁同步电机电抗参数的计算方法,并着重分析了电抗参数与电流之间的关系。