基于励磁电压方波调制的三级式同步起动/发电机转子初始位置估算方法

现有基于高频注入的三级式同步起动/发电机转子初始位置估算方法由于高频衰减,面临失效风险。该文基于主电机定转子互感,提出一种“基于励磁电压方波调制的三级式同步起动/发电机转子初始位置估算方法”,将励磁电压作为载波,用低频方波对其进行调制后,提取主电机定子侧低频响应电流用于转子初始位置估算。定子逆变器三相下管导通状态下,该方法分为2步:首先对励磁电压进行低频方波调制,采集主电机定子低频感应电流用于转子初始位置预估算;其次,由预估算初始位置,判断励磁电压断电前后相关电流特征,得到包含磁极信息的最终初始位置。所提方法通过虚拟角度变换和方差对采集低频电流进行处理。实验表明所提方法具有较高估算精度。

基于励磁机定子直轴电流定点采样的航空多级式起动/发电机低速段转子位置估算方法

航空多级式起动/发电机起动时,需要准确的主电机转子位置,而位置传感器受体积、重量等制约,需要开展转子位置估算研究。该文基于多级式电机结构特征,通过分析转子位置在主励磁机定子电流中的表征,提出一种基于两相励磁机定子直轴电流定点采样的低速段转子位置估算方法。该方法在起动时分三步实施:首先,实时采集主励磁机定子两相电流,并变换到定子磁场同步旋转dq坐标系;其次,对直轴电流定点采样,提取包含转子位置信息的正余弦信号,通过锁相环获得主励磁机转子位置增量;然后,结合主电机与主励磁机同轴安装特征及主电机初始位置,获取主电机实时转子位置,并实现低速段无位置传感器起动。该方法无需高频信号注入和滤波器,不依赖主电机凸极性且锁相环鲁棒性强。最后,实验验证了所提方法的有效性和较高的估算精度。

空气涡轮起动机包容性试验方案设计分析

空气涡轮起动机在设计过程中,需要进行包容性试验。试验前设计了转子转接段工装,并进行了强度校核。对壳体处理方案以及轮盘切割槽方案进行了分析,预制了涡轮转子切割槽,其径向长度为20.1 mm,周向角度为90°。采用触发线和振动超限2种方式触发试验台停机,然后设置试验参数,在试验台上进行了包容性试验。结果表明转速为121060 r/min时,涡轮转子的轮盘可三等分破裂并逐渐向外甩出,同时包容环保持包容状态。试验结果验证了所提出的切割槽方案满足包容性试验要求。研究结果可以为空气涡轮起动机包容性试验方案的设计提供参考。

利用实用转矩公式计算液体变阻器电阻值的方法

介绍了水泥厂大型磨机采用绕线式电动机驱动及液体变阻器启动时,利用电动机实用转矩公式计算液体变阻器阻值的思路及方法。以球磨机为例,对比分析了按照液体变阻器说明书参考公式计算液体变阻器电阻值与采用电动机实用转矩公式计算液体变阻器初始外接电阻值的精确度及电动机启动时间。采用电动机实用转矩公式计算的电阻值更为精确,电动机启动时间更短,能够有针对性地选择和确定启动转矩值,充分利用电动机的电磁转矩特性,减少启动冲击过程,使设备运行更加平稳;同时,可有效改善液体变阻器的发热情况,缩短调试时间。需注意的是,计算平方转矩负载的启动时间时,由于其转矩随速度的升高而变大,可以采用平均负载转矩的方法近似计算启动时间。

内置式起发一体机的设计与优化

随着飞行器技术的不断进步,飞行器内部的电路结构向着小型化和高功率化发展。起发一体机将飞行器的起动、发电结合为一体,不仅可以减小飞行器的体积,还可以为飞行器提供起动转矩和电源支持。对起发一体机的研究现状进行了综述,以内置式永磁同步电机作为起发一体机,对转子结构进行了对比选型。选取了“一+V”型转子,经过优化的电机性能最终符合了设计要求。

基于多级结构特性的航空无刷同步起动/发电机转子初始位置估算

由于航空无刷同步起动/发电机(aircraft brushless synchronous starter/generator,ABSSG)起动阶段凸极率可变,在不使用位置传感器时较难获得精确的转子位置。为了提高估算精度,该文利用主电机定转子间互感随转子位置变化而变化的特点,提出一种基于多级结构特性的ABSSG转子初始位置估算方法。考虑到ABSSG无刷化特性,在主电机定子施加电压信号后,通过提取励磁机定子绕组中的响应信号来估算转子位置。所提方法分为两步:首先,向主电机定子绕组注入高频信号,估算不含象限信息的初始转子位置;其次,注入低频信号确定转子位置象限信息。在所提方法中,通过对励磁机定子电流进行傅里叶分析获取高频注入信号的最佳注入频率。最后,通过实验验证该文所提方法的可行性与有效性。

航空发动机典型电起动机包容性仿真

为了解航空发动机电起动机的包容能力,探究轮盘/圆环以外的高能转子失效包容机理,采用ANSYS/LS-DYNA软件开展了电起动机的包容性数值仿真,分析了转子组件以最大动能形式(3等分)失效与定子组件撞击作用过程。结果表明:电起动机的转子/定子撞击包容前后形变增加率仅为1.0%,各部件单元等效应力较小,材料未见明显失效,最大等效应力值出现在扣片与定子冲片的接触面上,转子组件总动能约消耗95.5%,转子冲片碎片与定子组件之间的平均撞击力峰值约为341 kN;该典型电起动机定子组件具有一定的自包容能力,临界包容转速约为66000 r/min,包容安全裕度为1.89,满足适航条款中的包容性安全要求;电起动机定子组件的“I”形截面径向夹层结构具有较好的包容性能。结果验证了该典型电起动机的包容能力,对轮盘/圆环以外包容结构设计具有指导意义。

三级式同步电机转子初始位置在线检测方法

三级式同步电机的主发电机有一定的凸极性,不同的转子位置会影响气隙磁场的饱和程度,导致定子电感产生变化。基于这个原理,该文研究了采用注入脉冲电压矢量实现主发电机转子初始位置检测的方法,根据其转子励磁电流的变化特性,制定了电压矢量脉冲的注入方案,研究了不同转子位置与d轴电流之间的关系。由于主发电机转子励磁电流包含的脉动成分会影响转子位置的检测精度,文中分别采用傅里叶分析法和α-β-γ滤波法分析d轴响应电流的差值数据。实验结果表明,该文所提方法简化了传统电压脉冲注入法先确定转子位置再确定正方向的两步检测方案,多次实验结果表明该方法的检测稳定性较好,能够有效降低主发电机转子励磁脉动对检测精度的影响。

基于恒张力系统的汽车起动机转子专用加工设备的研制

目前国内起动机转子外圆表面的加工普遍在普通数控车床上加工,产品质量严重依靠技术工人操作水平,不合格率高,已无法满足市场对汽车零部件质量和产能的要求,针对这一现状开发设计了一种起动机转子数字化控制专用车削设备。该设备采用恒张力系统及自动定位系统工艺,实现换向器片间跳动小于0.03 mm,通过采用数控系统及系统内部PLC程序设计,实现柔性自动化控制,使汽车起动机转子外圆表面的车削加工工艺更合理、更有效,产品质量达到国际先进水平。

谐波起动电动机的绕组分析

针对传统的三相笼型电动机和绕线型电动机不适应在水泥、煤炭等带式输送机等场合应用的问题,提出了一种改善起动性能的谐波起动电动机。探讨了其定子绕组和转子绕组的设计方法。

航空发动机起动性能改善措施试验研究

为优化某型涡扇发动机起动特性，解决发动机起动过程中存在的问题，提高起动成功率，在不改变发动机主体结构条件下，对采用大功率起动机与提高起动机脱开转速和压气机放气3项措施进行了分析、设计及试验验证，最终确定采用大功率起动机结合提高脱开转速的措施，在进气温度为-25～50℃范围内，使发动机起动时间缩短0．19～0．51，起动排气温度降低0．04～0．10。

谐波起动电动机的初探

针对传统的三相笼型电动机和三相绕线型电动机不适应在水泥、煤炭等带式输送机等场合应用,提出了一种改善起动性能的谐波起动电动机,该电动机具有高可靠性和高运行性能.探讨了其定子绕组和转子绕组的设计方法.

绕线转子电机无刷软起动的发展历程

介绍了与绕线转子电动机一体的无刷软起动器的研究、开发过程和专利,使读者对绕线电机无刷运行有一个全面的了解和认识,为进一步研究和发展提供参考。

基于电压脉冲注入和傅里叶拟合的转子绕线式同步起动/发电机初始位置检测方法

由于转子绕线式同步起动发电机(wound-rotor synchronous starter/generator,WRSSG)的主发电机的电感参数变化较大且转子励磁磁链不恒定,传统的转子初始位置估计方法不再适用于WRSSG。为了提高转子初始位置的估算精度,提出一种基于三相感应电流峰值比较的电压脉冲注入法。根据dq轴电感的相对大小,研究不同注入电压脉冲幅值对峰值电流波形的影响。因此,选择适当的注入电压和励磁电压,以实现对初始转子位置的准确估计,并消除了极性检测过程。此外,还提出一种基于傅里叶级数的电流波形拟合方法,以补偿转子励磁磁链不稳定所带来的估计误差。得到了最适合拟合电流波形的3阶傅里叶级数。通过这些改进,该方法提高了转子初始位置估算的精度,具有良好的稳定性。最后,在实验室75kVA的WRSSG上对所提转子初始位置检测方法进行了实验验证。

航空高速起发电机转子永磁体预应力设计

航空高速起发电机在可靠性方面要求高,对于带护套的表贴式高速永磁起发电机,永磁体预应力是通过在永磁体表面过盈压装非导磁合金护套实现,因此转子结构设计时需要合理的预应力设计。本文建立一种温度补偿的航空高速起发电机转子永磁体预应力设计仿真模型。以一台最高转速55000 r/min的无人机用表贴式起发电机为例,分析过盈量对永磁体静态预应力的影响,在此基础上,计算并总结转子各部分动态应力随电机转速、温度、永磁体分段等因素的变化规律,为同类型电机设计提供参考。最后对一台起动功率20 kW、额定发电功率4 kW、最高转速55000 r/min的高速起发电机进行实验验证,证明计算结果的有效性。

空气涡轮起动机包容性研究

根据飞机对高能设备的包容要求,分析总结了空气涡轮起动机应具备的包容性,明确了空气涡轮起动机包容性的研究方法。以空气涡轮起动机包容性设计为目标对原有包容结构进行改进,构建包容模型和有限元仿真模型,动态研究了涡轮转子碎裂以及碎块的运动轨迹,并进行了试验验证。试验结果表明:改进后的空气涡轮起动机达到了包容设计的要求,能够包容涡轮转子最大能量状态的碎块能量,结构改进方案有效。

某空气涡轮起动机转子系统动力学特性分析

行星齿轮系统是某型空气涡轮起动机的重要组件之一,涡轮转子通过齿轮系统将动力输出,涡轮转子和齿轮系统耦合在一起。将齿轮啮合简化为一种特殊支承,支承刚度通过齿轮啮合刚度在轴心方向的投影得到。根据当量齿形法,采用石川模型计算得到齿轮的形变量及啮合刚度的平均值,基于Ansys经典界面,建立涡轮转子-齿轮系统简化有限元模型,对其进行临界转速特性分析和不平衡激励的谐响应分析。结果表明:系统在上升到最高转速的过程中存在两阶临界转速。研究揭示了运载过程中空气涡轮起动机转子系统在不平衡激励下的动力学行为,可为实际工程应用中的起动机转子系统优化设计、振动控制等提供理论依据。

基于二端口理论的航空三级式起动/发电机宽频阻抗模型研究

航空三级式起动/发电机是一个包含多干扰源的复杂系统,建立综合考虑定/转子阻抗耦合信息的电机阻抗模型是深入分析电磁干扰传递机理的关键。该文提出一种考虑定子阻抗、转子阻抗及定/转子耦合效应的宽频集总参数通用模型。该模型将电机视为一个多端口网络"黑盒",进而采用Z参数矩阵描述电机的频域阻抗特性,并给出参数的具体测量方法和计算方法。该文通过推导忽略定/转子耦合的阻抗误差表达式,以获得三级式电机模型的简化条件,进而提出基于误差评估的宽频通用电路模型,并采用矢量匹配技术实现电路模型的参数化。实际测试结果表明,该模型具有精度高、复杂度低和通用性强的特点。所提出的建模方法能为三级式起动/发电机的EMI研究提供有力保证。

基于Ansys的开关磁阻起动/发电机转子槽型设计

分析了开关磁阻起动/发电机双凸极结构的优缺点。在有限元仿真分析的基础上,提出了开关磁阻起动/发电机两种槽型结构:填充型转子槽型和流线型转子槽型。利用有限元分析软件Ansys对此两种槽型优化方案与传统电机槽型进行了应力、形变、热场等分析,并对仿真结果进行了对比分析。在不同槽型的热场分析中首次提出了多场联合有限元仿真的温度场分析方法。为开关磁阻电机槽型的设计提供了参考,并对两种槽型的适用场合提供了理论依据。

液体电阻起动器在大型电机重载起动的应用

液体电阻起动器结合自控技术应用在大型高压绕线式异步电动机重载起动场所,阐述了WZ6起动器的性能优势特点,并结合某大型建材集团使用情况分析了其解决了具体的问题以及维护保养。