基于Boost变换器升压的双绕组感应发电机的电磁设计

本文对一种利用Boost变换器进行最低转速输出电压升压的定子双绕组感应发电机进行了电磁设计。根据该电机具有两套定子绕组的特点,通过提高控制绕组与功率绕组的匝数比来升高控制绕组的电压,从而降低控制绕组励磁变换器电流的设计策略,同时可以省去功率侧的励磁电容器和控制侧的滤波电感,由此构成一种小电流励磁控制大电流功率输出的新型励磁控制系统。利用Boost变换器对最低转速时的输出电压进行升压调节,实现了材料利用率较高、电机安装尺寸较小等优点。     

一种无变频器式舰船交流电力推进系统稳态特性分析

为提高舰船电力推进系统功率密度,降低振动噪声,提出了一种基于永磁同步电机的无变频器式舰船交流电力推进系统。该系统将永磁同步电机作为推进电机,原动机与电励磁发电机直连,发电机与推进电机通过电缆直连。通过原动机调速实现推进电机转速调节,通过发电机励磁调节实现推进电机电压调节。建立了该电力推进系统静态数学模型,推导了系统主要电气量与发电机励磁电流及推进电机负载转矩间的函数关系,分析了系统的静态稳定性条件,分析了不同转速工况下和电机参数匹配条件下各电气量随发电机励磁电流的变化规律。数字仿真结果验证了所建立的静态数学模型及理论分析结果的准确性。     

超导单极电机

以超导磁体取代铜线圈作为电机励磁的半超导单级直流电机具有许多特点.本文论述固体电刷集电的超导单极电机总体的结构、电磁特性和超导磁系统、大电流集电技术等主要技术关键及其解决的途径.     

考虑定子电阻时同步发电机的超瞬态电抗测定

研究了考虑定子绕组电阻时三相同步发电机超瞬态电抗的测定,分析了定子两相稳态短路的电流、电压和功率,导出了有关计算公式,得到了三相同步电机的超瞬态电抗。在实际电机上进行了试验,验证了分析结果。     

表面式磁路结构永磁同步电机初始转子位置的估算

本文主要阐述了表面式磁路结构永磁同步电机初始转子位置的估算方法，其基本原理基于当电机施加电压矢量时，电机定子铁心磁饱和而产生电流响应的变化。运用此方法可无需检测电机参数及附加设备。为了正确地执行估算，施加于电机最佳电压矢量判定方法进行了研究。试验结果表明应用此最佳电压矢量可以在电机转子静止的情况下估算出电机转子的初始位置。     

定子绕组匝间短路故障谐波传递特征

针对定子绕组匝间短路检测不便,需要安装侵入式传感器的缺点,提出了一种基于励磁机励磁电流的发电机定子绕组匝间短路故障诊断的方法。故障模拟发电机组的动模试验表明,通过检测励磁机励磁电流可以对小匝数定子绕组匝间短路与发电机不对称运行这两种故障进行故障识别。     

感应电机转子断条故障诊断方法研究进展

转子发生断条故障后,电机的电流信号中将会出现故障特征频率分量。而基于定子电流信号分析的故障诊断方法可以做成非侵入式,结构简单,数据采集方便,因此是该方向研究的热点。总结了近年来基于定子电流信号分析的转子故障诊断方法,并对进一步的研究进行了展望。     

多相电机调速系统容错控制技术研究

本节以五相感应电机为对象,研究定子绕组一相或多相开路时系统运行情况。根据电机无扰动运行(disturbance-free operation)条件,分析故障前后电机磁动势及电流。并推导在电机相开路情况下电机的解耦模型,以此为基础分析故障运行中电机容错控制。     

并列双转子混合励磁同步电机振动分析

本文对引入电励磁转子并列式双转子混合励磁同步电机的径向振动特性进行分析,介绍了该类电机特点,进行单永磁转子的磁场和力波解析,总结得出对于整机的部分电磁振动影响较大的力波的频率与阶次;引入电励磁转子侧使得整机磁场可调。针对双转子不同的磁场分布对通过有限元法仿真得到两者的径向电磁力波特性,将双转子的力波进行耦合谐响应分析,最后验证了关于双转子电机的电磁振动特性的解析以及由于电励磁侧转子引入导致整机的振动不对称的特点。     

变频调速异步电机的磁场定向控制

磁场定向控制是控制由变频器供电的异步电机暂态电磁转矩的有效手段。通过变频器控制电机定子输入电流的大小和相位可以实现异步电机的磁场定向控制。本文总结了五种转子磁通观察模型,提出了暂态中异步电机的强磁定向控制原理。在定子电流限幅值一定的情况下,传动系统最好的速度响应可由适当地增强暂态中定子电流的磁场分量获得。     

基于AVR单片机的四相步进电机驱动设计

主要介绍了由AVR单片机为核心的四相八拍步进电机的驱动设计,并用电路图、数据表格和子程序的方式说明了四相八拍步进电机的硬件驱动原理和驱动软件的设计实现。采用了35BYJ46型四相八拍步电动机,通过对AVR单片机Atmega8的I/O口编程实现对步进电机的环形分配器驱动编码,采用了达林顿管电路ULN2003驱动设计,通过程序改变步进电机的方向和速度,实现了对步进电机的稳定、可靠控制。     

船用电机轴电流腐蚀浅析

船用电机轴电流腐蚀是一种常见的电机轴承、转子电腐蚀现象,如何避免这种电腐蚀的产生对电机安全可靠运行至关重要。船用大功率电机如不采取防护措施或防护措施失效就非常容易出现轴电流腐蚀,破坏电机轴承。大型船舶电网电流杂波较多,谐波充斥整个电网,这就使得船用电机轴电流防护要被更加重视。通过深入分析轴电流腐蚀的产生原因、腐蚀表现、监测方法,才能做出合理有效的防护;抓好设备的维护管理,才能提升设备的可靠性。     

九相感应电机接成三相运行时定子电流分析

本文对九相感应电机接成三相运行时的定子电流进行了理论分析,并利用a n s o f t软件进行了仿真分析。仿真结果验证了理论分析的正确性。     

大功率步进电机高压开关型控制电路

步进电机绕组属于电感性负载。对于小功率步进电机,由于它的电感小些,使用还比较方便。但对于大功率步进电机,例如输出力矩为2公斤米的国产各种型号的步进电机,其电感量达到十几乃至数百毫亨,这就给使用者带来不少麻烦。首先,大的电感使功率管易于遭受二次击穿而损坏;其次,电感量太大也影响了系统的快速性。为此,人们针对这一情况研究了大功率步进电机功放电路。目前用得较多的是高低压定时控制电路,其原理是,开机时先用高电压(一般为90～110伏)对步进电机绕组强行供电,并在供电约几百至1千微秒左右时关     

船舶动力定位用六相永磁无刷直流电机系统控制器设计

船舶动力定位用六相永磁无刷直流电机系统的控制模型具有多变量耦合性,采用传统的模糊控制方法容易出现超导误差,提出一种基于模糊PI双控制的船舶动力定位用六相永磁无刷直流电机系统控制器设计方法。在励磁电流变化较大下,易导致控制误差较大,运用模糊控制进行发电机转子励磁控制,提高船舶动力定位用的直流电机系统无损功率,发电机采用交流励磁机进行电流整流控制。在励磁方式作用下,设有整流变压器控制交流副励磁机防止电压突变,即误差较小时,采用PI控制方法进行电机优化控制。最后进行控制器的整体结构设计。测试结果表明,采用该方法进行电机系统控制器设计,电机的输出增益较大,稳定性较好。     

基于凸极效应的永磁同步电机振动分析

凸极率的改变会给齿槽转矩带来影响,同时相比较表贴式的结构,其更复杂的结构所带来的谐波也对电机的减振带来巨大的冲击。针对凸极效应所产生的问题,本文基于理论分析以及Ansys有限元仿真平台,对一台具有凸极效应的车用永磁同步电机进行研究,对不同凸极率对电机齿槽转矩以及径向电磁力密度进行对比分析。其次,对三维结构的定子冲片模态进行分析,讨论了可能产生共振的频率。最后,将径向电磁力与有限元模型相耦合,对电机的电磁力引起的振动进行谐响应分析,为车用永磁同步电机的凸极率选择和优化设计提供参考价值。     

水下航行器低速大功率无刷直流电机强制冷却研究

水下航行器推进电机在低电压低速大扭矩工作过程中定子绕组电流大,发热严重,产生热量因空间体积限制难以散出,导致电机本体温度升高,永磁体工作性能下降,定子铜耗增加,电机效率下降。进而影响其运行性能和可靠性,因此必须进行强制冷却。本文对大功率无刷直流电机建立数学模型,利用motor-CAD软件对2种冷却介质EWG50/50(乙二醇和水各50%的混合物)、DB-10(变压器油)在不同冷却流量条件下的稳态温度场进行研究,对冷却效果进行了比较分析,为电机强制冷却提供依据。     

电动汽车用内置式分数槽集中绕组电机槽口优化设计

为研究分数槽集中绕组电机定子槽口参数对电机主要电磁性能的影响，基于二维有限元法建立电机性能计算模型，以电动汽车用10极12槽内置式分数槽集中绕组永磁电机为研究对象，分析定子槽口宽度和深度对主要电磁性能的影响。结果表明定子槽口宽度比为0.65时，电机具有最大输出转矩、弱磁和过载能力，同时带载转矩波动和转子涡流损耗相对较小，为电动汽车驱动电机优化设计提供参考。     

感应电机最大效率优化控制研究

在分析感应电机最大效率控制策略的基础上,提出了一种以定子电流励磁分量为控制变量,采用混合搜索模型来获得系统的最大效率运行点的方法.即系统进入稳态时,采用效率优化控制策略,通过电机损耗模型离线计算励磁电流设定值的下限,采用黄金分割法在已经缩小的范围内进行最佳励磁电流值搜索;而在负载或速度指令突然变化的动态过程中,励磁电流恢复到额定值.最后,以MATLAB对系统进行了仿真,并以数字信号处理器TMS320LF2407A为控制电路核心进行了实验研究.仿真和实验结果表明,该控制策略能够使矢量控制变频驱动感应电机运行效率明显提高,降低了电机损耗,并具有良好的动态响应性能.     

分数槽集中绕组永磁电机振动特性研究

基于一台六相表贴式分数槽集中绕组永磁电机,该电机的每相绕组线圈被连续集中绕制在定子齿上,分析了空载和负载条件下电磁振动产生的主要因素,构建了电磁振动计算方法,计算结果可用于预估永磁电机的振动水平。分析结果表明,低次径向电磁力分量是引起电磁振动的主要原因,分数槽集中绕组永磁电机更易引起低频共振。