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。

“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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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.

采用AC0.69k V为市域线远距离低压电动机配电的应用研究

分析了市域线区间内电动机负荷采用AC 0.69 kV(660 V)供电的可行性与经济性。AC 0.69 k V(660 V)为规范规定的标准电压,低压相关元器件均可在0.69 kV系统中正常运行,其实际运用案例在我国工业领域已数不胜数。研究表明,AC 0.69 kV应用于市域线电动机配电领域是可行的;可选择合适的负荷,由AC 0.69 kV供电,其他负荷的配电方案可按常规的AC 0.4 kV方式供电,2种方案可并行;各市域线项目应根据工程投资估算确定远距离电机配电方案。当负荷的距离及容量合理时,AC 0.69 kV可显著减少工程的总投资。

基于51单片机的步进电机调速控制风扇系统设计

介绍了反应式步进电机工作原理及工作方式,基于步进电机技术及风扇运行特点,对风扇控制电路和风扇系统控制程序进行了设计,并利用Keil C51对控制系统进行了软、硬件调试和仿真实验。实验结果表明:设计的调速控制系统电路及程序能满足风扇调速和转向的控制要求。

地铁永磁牵引电机冷却风扇性能与气动噪声研究

根据自扇风冷型地铁永磁牵引电机对冷却效果和气动噪声抑制的平衡设计要求,对分别采用两款冷却风扇的某一地铁永磁牵引电机的冷却效果和气动噪声进行数值分析和试验研究。两款风扇的主要差别在风扇外径,风扇B的外径比风扇A小约23%。研究结果表明,与风扇A相比,风扇B在电机风道内引起的风量、静压和消耗功率分别降低29%、47.4%和53%。在电机额定运行工况下,流量降低使电机温升增加约9 K,其满足电机温升设计要求,而相应的气动噪声降低3.3 dB(A),具有良好的降噪效果。

自通风牵引电机离心风扇气动噪声的快速预测

为缩短自通风牵引电机风扇噪声的预测周期,同时保持较高的预测精度,引入代理模型技术,基于电机稳态流场结果快速预测电机风扇噪声的声功率级。首先通过网格无关性验证和风量测试校核自通风电机稳态流场仿真方法,并开展15种电机/风扇结构、多转速下共68组稳态流场计算;然后依据GB/T 25123.2-2018和GB/T 25123.4-2015测试电机相应工况下的噪声声功率级;并通过相关性分析和显著性检验从8种稳态流场数据结果中选出7种参数作为输入,以电机噪声声功率级作为输出,建立初始样本集;最后建立样本筛选规则,选出61组样本建立组合代理模型。经分析,建立的代理模型决定系数为0.993,交叉验证结果显示最大绝对误差为3.0 dB(A),平均绝对误差为1.0 dB(A),满足工程应用要求,可大幅降低电机离心风扇噪声预测周期。

一种智能液压风扇马达散热系统

介绍了一款通过液压马达对风扇转速进行无级调速的智能控制液压风扇马达散热系统,可根据散热器散热介质温度的变化,通过控制器调整风扇以不同转速运行进行工作,即保证散热器良好的散热性能,又满足整机既节能又降噪的需求。因该液压风扇马达温度控制散热系统其正确性的原理、方案的可行性与技术的先进性等优势,这一智能液压风扇马达散热系统在各种工程机械中越来越被普遍的采用。

基于磁场定向控制的风机转矩电控系统设计与实现

针对采用抽头式单相电机的风机控制过程中存在的排风效率低、转矩脉动大等问题,文中采用直流无刷电机代替传统单相电机驱动叶轮,并结合空间向量脉宽调制算法与无感转子位置检测,采用磁场定向控制算法精准控制风机转矩,设计了一种基于磁场定向控制的风机转矩电控系统。系统采用微控制单元(Microcontroller Unit,MCU)+智能功率模块(Intelligent Power Module,IPM)的硬件驱动方案,软件顶层通过基于FreeRTOS的状态机进行控制,通过风机电控系统实验平台,完成了负载波动时的试验对比分析。实验结果表明,该系统能够实现对风机转矩的精准控制,输出转矩波动小,且磁场定向控制算法对负载扰动及参数误差具有很强的鲁棒性,使得系统在不同的风道环境下仍可准确输出固定转矩,保证了输出风量,效率较传统风机提高10%以上。

600MW机组引风机电机双速改造的节能分析

由于发电机组的运行随电网负荷的变化而变化,对于电机容量大、能耗高的辅机设备只能按定速的方式运行,功耗无法随机组负荷变化进行调整。为此,某发电厂对2#炉A、B引风机电机低效运行的现状,提出了电机采用双速控制的改造方案,改造后进行了负荷工况节能计算分析,结果表明:改造后电机运行效率明显提高,节能效果十分理想。