国家科技支撑计划(2008BAF34B02) 作品数:11 被引量:80 H指数:6 相关作者: 罗应立 张健 刘明基 赵海森 陈伟华 更多>> 相关机构: 华北电力大学 上海电器科学研究所(集团)有限公司 国家电网公司 更多>> 发文基金: 国家科技支撑计划 国家自然科学基金 中央高校基本科研业务费专项资金 更多>> 相关领域: 电气工程 更多>>
确定自起动永磁电机最小转矩的时步有限元仿真实验方法 被引量:3 2011年 自起动永磁电机的最小转矩是评价其启动能力的一个重要指标,根据解析方法所得的光滑转矩–转速(T-s)曲线虽然可得到其具体数值,但其计算条件与实际起动过程差别很大;能够准确反映诸多实际影响因素的时步有限元计算得到的T-s曲线是急剧波动的曲线,据此难以获得最小转矩的具体数值。该文研究工作的目的在于,不对该转矩曲线进行人为处理而获得最小转矩。首先研究在什么计算条件下能得到反映出最小转矩影响的转矩曲线,揭示了在某些计算条件下可能出现的最小转矩被"淹没"的现象;进而提出用以确定最小转矩的优化加载时步有限元仿真实验方法。通过将实例计算所得转矩曲线与实测曲线对比,表明计算结果可信。 张健 罗应立 李和明 刘明基关键词:自起动永磁电机 最小转矩 时步有限元 自起动永磁电动机的稳态转矩波动研究 被引量:8 2010年 由于自起动永磁电动机定转子双侧开槽、转子带有铸铝鼠笼,所以其谐波磁场比直流无刷电动机复杂。采用场-路-运动耦合的时步有限元方法对其稳态转矩波动现象进行研究,建立两种时步有限元计算模型对稳态转矩曲线进行分析。第一种模型包括转子运动方程,第二种模型不包括转子运动方程。分析表明采用两种模型计算谐波转矩的结果一致。采用第二种模型,通过加载基波或谐波电流,揭示了齿槽转矩、源于定子基波电流的谐波转矩及源于谐波电流的谐波转矩对稳态转矩波动的影响。通过与实测转矩对比验证了计算结果的正确性。 付媛 罗应立 陈伟华 姚鹏关键词:转矩波动 谐波转矩 时步有限元 利用不均匀气隙优化自起动永磁电机的气隙磁密波形 被引量:11 2010年 为了减小空载气隙磁场中谐波磁场对电机性能的影响,对内置"V"型转子磁路结构自起动永磁同步电动机的转子磁极形状进行了优化。采用不均匀气隙结构,以有限元为工具并利用遗传算法对空载气隙磁密波形进行了优化,使其中的谐波含量较小,得出了转子磁极的最优偏心距。在此基础上采用时步有限元方法,在考虑定子开槽、斜槽结构并计及饱和的情况下,对优化前后电机的电动势波形进行了分析对比,并通过试验验证了所采用的时步有限元计算程序的有效性。有限元计算结果表明,通过优化偏心的不均匀气隙设计,电机的空载气隙磁密和电动势波形得到了明显改善。 陈超 刘明基 张健 陈伟华 罗应立关键词:自起动永磁同步电动机 时步有限元法 自起动永磁电机初始状态对起动冲击电流和冲击转矩的影响 被引量:27 2010年 研究了转子初始位置、通电时刻对自起动永磁电机动态起动性能的影响。以一台22kW永磁电机为例,通过理论分析和时步有限元计算揭示了起动冲击转矩、冲击电流与转子初始位置及通电时刻的关系。结果发现,当定子电流非周期分量产生的静止磁场对永磁体磁场产生增磁作用时,可能出现十几倍的起动冲击转矩和冲击电流。通过不同初始状态下的起动电流和转矩的实测分析,验证了该结论的正确性。 赵海森 李志强 张健关键词:自起动永磁电机 冲击电流 时步有限元 自起动永磁电机电抗参数的测试 被引量:8 2010年 自起动永磁同步电机的电抗参数是电机设计及实际运行性能的关键参数。分析了用直接负载法测试永磁电机电抗参数的原理及功角测试方法;为了测试永磁电机参数和性能,建立了测试平台,在该测试平台上对永磁电机的性能进行测试,通过数据处理和计算得到交轴电抗参数;并用空载试验测试了直轴电抗参数。对测试结果以及存在测试误差的原因进行了分析。 张健 刘明基 陈伟华关键词:永磁同步电动机 误差分析 永磁电机电磁场及应力场的时步有限元计算研究 被引量:2 2015年 以一台22 k W永磁电机为例,利用时步有限元方法综合分析电机内的电磁场与机械应力场的分布情况,研究其运行在几种常见工况下的机械应力、应变,得到了电机转子在极端情况下的变形。计算结果表明,对于该自起动永磁电机,在带载起动、过载失步等情况下转子机械变形严重,转子损毁的风险较大。介绍的分析方法对于电机设计及保证电机安全运行有着重要的参考意义。 尹青华 刘明基 张健 胡建新关键词:永磁同步电机 电磁场 应力场 有限元方法 径向磁通式永磁磁力耦合器能效特性试验 被引量:6 2014年 为研究径向磁通式永磁磁力耦合器的调速性能及能效特性,搭建了相应的能效测试平台,对其调速性能、耦合器自身损耗及能效特性进行了系统试验研究。试验结果表明,径向磁通式永磁磁力耦合器可在其输入转速的70%-95%范围内表现良好的调速性能。在此范围内,调速特性平滑、调速响应快。自身损耗呈先增大后减小的趋势,在耦合程度为16mm时自身损耗仅为20W。运行效率在调速范围内单调增大,当输出转速为2450r/min时运行效率达到95%。随着转速增加,运行最高效率可达98%,自身损耗仅11W,表现了良好的高效传动特性。 张萌 赵海森 刘晓芳 姚鹏 周庆根关键词:调速特性 损耗 自起动永磁电机最小转矩的时步有限元计算 被引量:5 2011年 考虑到起动过程中饱和、谐波及随转速变化的挤流效应等因素对转矩曲线的影响,研究如何从瞬态转矩曲线获取最小转矩数值。首先采用场-路-运动耦合的时步有限元方法得到起动过程的瞬态转矩转速曲线,为了从所获得的转矩随时间以及随转速变化呈现出急剧波动的曲线获得最小转矩的数值,提出了新的数据处理方法,使用该方法经过一次计算即可得最小转矩数值。最后研究了不同计算条件对最小转矩的影响。本文提出的方法不仅可以用于计算永磁电机的最小转矩,也可以为最小转矩的测试提供参考。 张健 罗应立 陈伟华 姚丙雷关键词:自起动永磁电机 最小转矩 时步有限元 数据处理 交流电机铁耗的工程计算方法分析 被引量:9 2010年 电机铁耗影响因素繁多,尚无准确计算方法,目前在电机设计及运行能耗分析方面得到广泛应用的是进行近似计算的工程方法。该类方法的计算公式有多种且均通过引入经验系数计及铁耗的众多影响因素。经验系数受铁心材料、电机结构及制造工艺等多种因素影响,取值范围十分宽泛。为了便于工程技术人员正确理解和应用工程计算方法,从铁磁材料损耗计算基础出发,对常见的三种工程计算方法的来源、特点及经验系数选取等一系列问题进行了系统介绍,并针对应用较多的一种方法,通过大量实例,对比分析了计算与实测铁耗值的差别。最后对工程计算方法的特点及其不足进行了评价,提出了需要进一步研究的问题及解决途径。 罗应立 赵海森 姚丙雷 陈伟华关键词:交流电机 铁耗 涡流 永磁电机铁心损耗的时步有限元时空离散策略 被引量:2 2010年 永磁同步电机运行时铁心损耗分布不均匀,在利用时步有限元进行计算时,空间离散密度的选取将对其计算精度造成影响。因此,首先利用时步有限元方法求得电机铁心中损耗的分布曲面,在此基础上通过插值计算的方法对该曲面不同离散情况下的误差进行预测分析,得出损耗误差随离散密度的变化规律,并针对转子涡流损耗计算中高次谐波所产生的混叠现象,对时间步长的选取进行了相关讨论;最后通过对比一台55kW永磁同步电机的仿真与实测结果,验证了该方法的合理性。 胡笳 赵海森 刘明基 罗应立关键词:时步有限元 永磁电机 铁心损耗