定子通风槽钢结构对提高中型高压电机散热性能分析

为降低YJK450-6、400kW中型高压电机的通风散热性能,本文对该电机不同通风槽钢结构进行了散热性能研究。首先,在现有电机的直线标准型通风结构基础上,提出单列缩放型、双列直线型、双列缩放型3种轴-径向混合通风结构形式;在SpaceClaim软件中建立电机3维温度场数值计算模型,根据基本假设和边界条件结合电机内部热量传递公式计算出电机仿真设置参数,并导入Fluent软件进行仿真模拟,其中,计算温度场所用热源通过AnsoftMaxwell平台计算的电机损耗值获取。其次,通过网格无关性和温升试验验证本文建立的电机3维温度场数值计算模型;通过仿真模拟对比分析3种轴-径向混合通风结构与直线标准型结构对电机流场和温度场的影响;采用正交试验法对轴-径向混合通风结构进行参数优化,得到最佳散热结构和参数方案;进一步探究冷却风速对双列缩放型槽钢的电机换热性能的影响;结合定子绕组温升和电机整体的温升均匀性系数,对最佳散热结构和参数方案电机进行散热效果评价。仿真结果表明:本文建立的计算模型是有效的;双列缩放型通风槽钢结构的各项散热性能指标均最好,是最优通风槽钢结构;径向风道高度为6mm且数量为13的双列缩放型通风槽钢结构为最佳散热结构和参数方案;双列缩放型通风槽钢结构两侧的平均对流换热系数随冷却风速增大而增大,且槽钢迎风面的平均对流换热系数明显大于背风面;径向风道高度为6mm且数量为13的双列缩放型通风槽钢结构电机的内/外层绕组温升分布均匀性系数比直线标准型电机分别提高88.13%、20.11%。因此,优化设计通风槽钢结构有利于电机内部空气流动和散热,可实现有效降低电机内部温升的目的。

大中型电机组合结构定子的模态试验研究

本文运用成熟的商业模态测试软件,对一台中心高为450 mm的200 kW大中型电机开展了不同组合状态下的模态试验研究,获得了电机定子的模态振动特性和冷却系统、转子及端盖部件等对其振动特性的影响程度,主要研究成果可作为电机定子模态计算和结构声学设计的参考。

基于云平台和PLC的换向器自动焊接系统设计

针对起动机换向器焊接处有间隙、易松动、远程控制和数据管理等问题,提出了基于云平台的自动焊接系统,并详细给出了可编程逻辑控制器(programmable logic controller,PLC)控制系统和远程控制系统的设计过程。通过PLC控制系统的设计,采用伺服分度、步进送丝、中频直流点焊等技术实现手动焊接、自动焊接及故障报警等功能。同时通过A-BOX通信模块无线接入信捷云智造平台,经过云平台的配置和手机APP的设计,实现了远程控制和数据管理等功能。试验结果表明:该系统自动对槽和伺服分度准确、焊接偏差小、焊锡填充饱满,能够满足实际生产、远程控制和数据管理的要求。

中压电机驱动系统前端并网MMC共模电压抑制

为最大程度地保护基于模块化多电平变换器MMC(modular multilevel converter)无变压器背靠背中压电机驱动系统中的中压电机免受非对称电网故障和开关动作的影响,设计了前端无变压器配置并网MMC共模电压最小化控制策略。其中非对称电网故障引起的共模电压可由MMC生成对消电压消除,而MMC开关动作引起的开关纹波可由通过端到端布置桥臂电压脉冲来抑制;分析MMC共模电压抑制对单相功率偏差的影响,并据此提出了前馈控制;使用并网MMC样机系统开展测试。实验结果验证了在所提出控制策略作用下,并网系统在严重非对称电网条件下的最大共模电压可降至原来的1/3N(N为桥臂子模块数),同时还实现了单位功率因数、恒定直流电压和平衡单相功率。

基于Proteus的非机动车闯红灯提示系统设计

在国内中小城市郊区的道路信号交叉口,由于缺少相关人员监管,非机动车闯红灯现象频发,严重影响了道路交通安全。为此,根据中小城市郊区道路信号交叉口交通设施设备的实际情况,提出一种简单、快捷和高效的非机动车闯红灯提示系统。系统采用毫米波雷达对非机动车进行探测;提出设置禁止站立区,将风险前置,实现对非机动车闯红灯行为的预判;提出使用提示信号灯,将非机动车闯红灯行为告知机动车驾驶员,帮助机动车驾驶员提前发现路口状况。研究结果表明:所设计的非机动车闯红灯提示系统运行正常,能够帮助机动车驾驶员提前发现道路信号交叉口的突发状况,减少了机动车与非机动车发生碰撞的概率,有效地提高了道路交通安全并为相关部门进一步改善交通设施提供了一定的参考。

内曲线马达曲线导轨表面热处理工艺优化

常规的整体感应器中频淬火法会导致曲线导轨内表面硬化层硬度、深度不均匀,低速大扭矩内曲线液压马达在重载工况下极易造成马达曲线导轨失效。提出一种曲线导轨表面热处理中频淬火工艺优化方法,在常规方法的基础上,应用曲线磨床仿形的加工原理,即采用数控仿形淬火来进行热处理。并分别对常规淬火以及优化后的数控仿形淬火处理后曲线导轨性能参数进行测试。通过对比分析可知:优化后的数控仿形淬火所得曲线导轨曲面硬度相比常规淬火方法更高、曲线导轨硬化层深度均匀性更好,硬度提高了(3~5)HRC,硬化层深度提高了1.5~3.5 mm。采用该新工艺生产的曲线导轨的马达已投入使用,曲线导轨无质量问题反馈。

人工智能在中小型电机零部件质量与性能分析中的应用

针对中小型电机及零部件的三维建模、视觉检查、数据采集、大数据、云计算、生物特征识别、边缘处理技术等开展研究,将人工智能和大数据技术应用于电机的性能检测中。

基于蒙特卡洛法的喷管中强非均匀性介质辐射换热问题求解加速策略

固体火箭发动机喷管内的辐射换热不可忽视,使用传统蒙特卡洛法模拟效率低下,而现有蒙特卡洛法加速策略研究多局限于辐射物性跨越1个数量级的情况,这与实际喷管中的强非均匀性特点不符。因此,辐射物性跨越2~3个数量级时,以零碰撞蒙特卡洛法为基准,对加权零碰撞蒙特卡洛法和分解蒙特卡洛法两种加速策略进行比较探究,分别考察了灰介质立方体、非灰介质圆柱体算例。结果表明:加权零碰撞蒙特卡洛法在零碰撞衰减系数取全局最大值的60%以上、分解蒙特卡洛法在控制介质辐射物性取全局最大值的3%以内时,二者均可在保证计算精度的前提下缩减计算用时;相较分解蒙特卡洛法,加权零碰撞蒙特卡洛法的加速性能更好,其在非灰算例中的效率提升最高可达14%。此外,还提出了一种改进的轴对称网格定位方法,在几种典型路径中计算用时可缩减43%以上。

基于最近电平逼近调制的模块化多电平变换器中高压变频调速系统运行控制

最近电平逼近调制(NLM)是模块化多电平变换器(MMC)中最常用的调制方式。电平数较少时,NLM的输出电压电流谐波严重畸变,使其无法用于电平数较少的变频调速场合。该文通过详细分析NLM下无差拍电流控制的开关过程,指出NLM调制下MMC无差拍电流控制具有滞环特性。定量分析了NLM下MMC无差拍电流控制的滞环环宽,得到了滞环环宽和输出电流波动范围的表达式。同时,设计了MMC背靠背变频调速系统的综合控制方案。与传统方案相比,所提方案具有控制结构简单、开关频率低、环流抑制容易实现和动态特性好等优点。在Matlab/Simulink中搭建了十一电平背靠背MMC中高压变频调速模型,验证了所提控制方案的正确性和有效性。

基于液体媒质的非接触型超声波电机理论与实验研究

非接触型超声波电机有效地解决了接触型超声波电机因接触摩檫所引起的使用寿命低、不能长时间连续运转等难题 ,是超声波电机领域的一个新的研究方向。介绍了一种基于液体媒质的非接触型超声波电机 ,其定子与转子是不接触的 ,并且转子浸于液体媒质之中 ,定子压电振动所产生的能量通过定、转子间的液体传递给转子 ,从而驱动转子旋转。给出了该电机的结构及驱动电路 ,对其运行机理进行了理论分析 ,利用有限元法对定子振动情况进行了模态分析。讨论了水位高度、定子振动速度等对电机性能的影响 ,并通过实验进行了验证 。

液体媒质超声波电机的特性仿真与实验研究

为了深入研究液体媒质超声波电机的转速特性,通过阐述电机运行过程中将超声振动所产生的能量由液体传递给转子,从而驱动转子旋转这一能量传递的基本过程,揭示了液体中的雷诺切应力是电机声流场的驱动力．然后,以此为基础,对液体声流场进行了系统的理论解析,并将声流场同电机转速联系起来,针对电机转速与驱动频率、驱动电压、液体环境和转子半径之间的关系进行了Matlab仿真与实验研究．比较分析仿真与实验结果可知, 二者具有很好的一致性,验证了本文假设的合理性和仿真方法的正确性．

模块化多电平高压变频技术研究综述

模块化多电平换流器(MMC)作为一种新型高压大功率拓扑结构,不仅在直流输电领域中获得广泛关注,也在高压变频领域颇具应用前景。与传统的高压变频器拓扑相比较,模块化多电平换流器在灵活性、可靠性、电压波形质量、输入变压器设计、电压功率等级等方面均展现出一系列技术优势。为促进中国高压变频技术的发展,对MMC变频器的电路特点、子模块结构、调制方法、电容电压平衡策略、谐波分析、环流抑制、启动预充电、故障容错与可靠性、低频运行等方面的最新研究进展进行详细分析评述,并指出模块化多电平高压变频技术的研究难点与挑战。

大中型异步电机混合通风及发热的综合计算

电机温升是电机安全运行的重要指标。本文从“以路代场”的观点建立电机通风模型,应用网络拓扑法求解二次通风网络。在此基础上对冷却器效果、电机稳态温度场和空气温度分布进行完整的分析计算。

液体媒质超声波电机运行特性的实验研究与分析

该文介绍了一种基于液体媒质的非接触型超声波电机,其转子浸于液体之中,不与定子直接接触,有效地克服了接触型超声波电机的易磨损、不能长时间连续工作等缺点,是超声波电机领域的一个新的研究方向。结合液体媒质超声波电机的基本结构及运行机理,文中阐述了电机运行过程中将超声振动所产生的能量通过液体传递给转子,从而驱动转子旋转这一能量传递的基本过程,揭示了液体中的雷诺剪切应力是电机声流场的驱动力。然后,用实验测定了电机转速与驱动频率、驱动电压、液体粘性、液位高度和转子半径之间的关系。并对实验结果进行了比较分析,且在此基础上结合本电机的运行机理以及驱动控制系统、液体环境和转子半径等因素对电机转速的影响,对液体媒质超声波电机的运行条件进行了优化分析。

基于SHEPWM的中压大功率牵引永磁同步电机两电平控制

永磁同步电机具有结构紧凑、高功率密度、高气隙磁通和高转矩惯性比等优点,在中高压牵引驱动领域具有广阔的市场应用前景。本文对基于SHEPWM的中压大功率牵引永磁同步电机的两电平闭环控制技术进行研究,提出了非方波模式时的系统控制策略。研究了该控制策略中三相电压时间域的角度值和电压矢量空间位置角的关系,SHEPWM的工程实现方法和不同PWM模式下的动态切换方法等关键技术。经过试验验证,该控制策略达到了预期的消谐要求,动态切换过程中电流平滑,全速度范围内d、q电流跟踪良好。

PD模型大鼠纹状体中等多棘神经元树突棘运动依赖可塑性研究

目的:揭示帕金森病(Parkinson’s disease,PD)模型大鼠纹状体中等多棘神经元(medium spiny neurons,MSNs)树突棘运动依赖可塑性发生的细胞靶点。方法:清洁级SD大鼠随机分为3组:假手术组(Con组)、PD组和PD运动组(PD+Ex组),采用神经毒素6-羟基多巴胺(6-Hydroxydopamine,6-OHDA)注射于大鼠右脑内侧前脑束(medial forebrain bundle,MFB)建立偏侧损毁PD模型大鼠,假手术组于相同部位给予同等剂量的生理盐水作为对照组。阿扑吗啡(apomorphine,APO)诱导旋转行为测试并结合黑质和纹状体酪氨酸羟化酶(tyrosine hydroxxylase,TH)免疫组织化学染色评价PD模型的可靠性。PD+Ex组于手术后1周开始进行跑台训练干预(11 m/min,30 min/d,5 d/w,共4周)。采用爬杆实验评价模型大鼠的四肢协调能力;采用逆行神经示踪结合荧光素标记方法区分D1-MSNs和D2-MSNs;采用免疫印迹技术检测纹状体突触连接蛋白突触后致密物-95(postsynaptic density-95,PSD-95)和突触素(synaptophysin,Syn)的表达水平。结果:APO诱导的旋转行为测试和TH免疫组织化学检测结果表明,PD大鼠模型可靠,成模率为75%。爬杆实验结果表明,与Con组相比,PD组大鼠爬杆延迟时间显著延长(P<0.01);与PD组相比,PD+Ex组大鼠爬杆延迟时间显著缩短(P<0.05)。逆行神经示踪结合荧光素标记结果表明,与Con组相比,PD组和PD+Ex组大鼠D1-MSNs树突棘密度无显著改变(P>0.05);PD组大鼠D2-MSNs树突棘密度显著降低(P<0.01);与PD组相比,PD+Ex组大鼠D2-MSNs树突棘密度显著增加(P<0.05)。免疫印迹结果表明,与Con组相比,PD组大鼠纹状体PSD-95、Syn表达水平显著下调(P<0.01);与PD组相比,PD+Ex组大鼠纹状体PSD-95、Syn表达水平显著上调(P<0.05)。结论:PD模型大鼠纹状体D2-MSNs树突棘丢失,跑台运动干预可选择性降低PD模型大鼠纹状体D2-MSNs树突棘丢失。运动通过上调突触连接蛋白表达促进PD模型大鼠纹状体MSNs形态结构重塑。纹状体MSNs树突棘发生运动依赖可塑性变化为PD模型大鼠运动功能障碍的改善提供了必要的解剖学基础。

液体媒质非接触型压电超声马达机理研究

介绍了一种液体媒质非接触型压电超声马达 ,这种马达的定子与转子是不接触的 ,且转子处于液体媒质中 ,定子压电振动所产生的能量通过定、转子间的液体传递给转子 ,从而驱动转子旋转 ,是压电超声马达的一个新的研究领域。文章给出了液体媒质非接触型压电超声马达的结构及驱动电路 ,对其运行机理进行了分析 。

液体媒质超声波电机转子稳定性理论和实验研究

液体媒质超声波电机定、转子不直接接触,利用液体媒质驱动转子旋转,是超声波电机新的研究方向。在液体媒质超声波电机中,转子的稳定性是一个关键问题。该文利用有限元分析软件CAPA和ANSYS,分析了在受到电压激励时电机内液体媒质的声流速分布。通过仿真发现,液体媒质同时存在切向流动和径向流动,是一种紊流,速度的大小和方向与激励电压和液体参数密切相关。切向流动推动转子旋转,而径向流动作用在转子上,引起了转子不稳定。为了分析方便,假设转子轴不固定,径向流动对转子的作用可通过弹簧和质量块构成的单自由度系统模拟,这样转子的稳定性可利用转子的振动频率衡量。通过实验研究了电机激励电压、转子厚度、液体媒质的高度及类型与转子振动频率的关系,为提高转子稳定性、优化电机设计提供了参考依据。

中国中小型电机产业现状及发展趋势(待续)

介绍了我国电机行业内部分企业经营情况,主要技术成果以及国际合作情况;我国电机系统节能的背景,中国高效电机发展历程,电机节能标准体系建设情况,电机系统节能研究、服务机构的建立情况;并在这个基础上对中小型电机系统节能的发展趋势进行了展望。