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电工技术学报 2016年第22期31卷 28-34页

作者：凌在汛周理兵张毅康惠林王晋强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学) 武汉430074 国网湖北省电力公司电力科学研究院武汉430077 国家电网湖北省电力公司检修公司武汉430050

提出了一种从有限元电磁场分析结果中准确提取屏蔽电机等效电路参数的方法。基于对2-D时谐电磁场的分析,利用傅里叶变换分析得到气隙磁通密度基波幅值并得出感应电动势的精确值。利用冻结磁导率法来计及不同转差率下的铁心饱和情况,推... 详细信息

提出了一种从有限元电磁场分析结果中准确提取屏蔽电机等效电路参数的方法。基于对2-D时谐电磁场的分析,利用傅里叶变换分析得到气隙磁通密度基波幅值并得出感应电动势的精确值。利用冻结磁导率法来计及不同转差率下的铁心饱和情况,推导出了转子外表面的坡印亭矢量表达式并据此得出传到转子侧的复功率,进而得到转子侧等效电路参数。然后,根据一台屏蔽感应电机建立有限元分析模型,将上述方法应用于该电机从而得到其等效电路参数。最后,将等效电路得到的结果与有限元分析及实验结果进行对比,验证了上述方法的准确性。

关键词：屏蔽感应电机时谐电磁场等效电路坡印亭矢量

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笼型实心转子屏蔽感应电机电磁场及参数研究(一):等效电路及其参数分析

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电工技术学报 2018年第21期33卷 3518-3526页

作者：凌在汛周理兵张毅李朗如强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学电气与电子工程学院) 武汉430074 国网湖北省电力公司电力科学研究院武汉430077 国网湖北省电力公司检修公司武汉430050

笼型实心转子屏蔽感应电机(CSRIM)因其运行可靠、机械性能好等优点,在核能装备及化工等屏蔽泵中具有良好的应用前景。然而,采用铁磁性转子屏蔽套的CSRIM,因大量漏磁经屏蔽套闭合,使得其转子电磁场分布更加复杂。该文将对现行的CSRIM等... 详细信息

笼型实心转子屏蔽感应电机(CSRIM)因其运行可靠、机械性能好等优点,在核能装备及化工等屏蔽泵中具有良好的应用前景。然而,采用铁磁性转子屏蔽套的CSRIM,因大量漏磁经屏蔽套闭合,使得其转子电磁场分布更加复杂。该文将对现行的CSRIM等效电路及其参数分析方法进行综述。对复合转子形式感应电机等效电路的发展及各等效电路存在的不足进行研究,并重点对比分析等效磁路法、二维多层电磁场理论以及电磁场有限元法在CSRIM参数计算及性能分析中的优缺点。

关键词：屏蔽感应电机实心转子等效电路二维多层电磁场有限元法

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真空泵直排大气冲击屏蔽感应电机弱失速控制系统研究

真空泵直排大气冲击屏蔽感应电机弱失速控制系统研究

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作者：初佰慧沈阳工业大学

学位级别：硕士

随着真空技术的进步与发展,装备制造业、薄膜工业、集成电路产业等领域对真空生产环境要求越来越严格。屏蔽感应电机作为真空泵驱动用电机,其在线运行时长和运行稳定性受到行业的广泛关注。针对真空泵直排大气工况冲击屏蔽感应电机导致... 详细信息

随着真空技术的进步与发展,装备制造业、薄膜工业、集成电路产业等领域对真空生产环境要求越来越严格。屏蔽感应电机作为真空泵驱动用电机,其在线运行时长和运行稳定性受到行业的广泛关注。针对真空泵直排大气工况冲击屏蔽感应电机导致电机断电失速的工程问题,考虑屏蔽电机的带速重投及无法安装速度传感器难题,本文以一台4k W屏蔽感应电机为研究对象,对真空泵直排大气工况下的屏蔽电机无速度传感器弱失速重投控制系统展开具体研究。首先,本文设计了一台4k W真空泵用屏蔽感应电机,进行了电磁设计、有限元仿真、运行特性分析及失速特性分析。对4k W样机进行变频调速实验及恒频负载实验,通过结果对比,证明了电机符合设计指标要求,确定了直排大气工况下屏蔽电机控制系统设计的关键点。其次,针对真空泵用屏蔽电机与普通感应电机的结构差异,建立了屏蔽感应电机等效电路及动态数学模型,并基于此模型,建立了基于模型参考自适应转速估算策略的屏蔽电机无速度传感器控制系统,并与屏蔽电机传统开环恒压频比控制方法进行了不同工况的仿真对比,验证了该控制系统具有良好的动态稳定性和抗冲击特性,能有效保证屏蔽电机在真空系统中稳定运行,提升真空系统的真空度。最后,在无速度传感器控制系统的基础上,考虑断电后定子残压的影响,设计了无速度传感器残压差弱失速控制系统。提出了运用电机运动方程的状态方程确定断电期间估算转速的方法,推导了屏蔽感应电机定子失电残压解析式。运用一种模拟重投电压来替代断电后系统输出电压的方法,通过残压比较控制器中的希尔伯特变换(Hibert)函数,对模拟重投电压与定子残压的电压差和相角差特性做仿真分析,得到了电压差幅值Hibert包络谱,据此确定了首次重投区和其次重投区。之后,利用4k W屏蔽感应电机的A相断电残压实验证明了该控制方法在计算屏蔽电机失电残压的适用性和准确性。通过直接重投和残压差重投仿真对比,证明了残压差弱失速控制系统可以实现低冲击、快速平稳的弱失速重投,可以为真空泵直排大气工况后的屏蔽电机弱失速重投问题提供有价值的参考。

关键词：屏蔽感应电机真空泵带速重投无速度传感器定子残压

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核主泵屏蔽感应电机电磁设计与电磁噪声研究

核主泵屏蔽感应电机电磁设计与电磁噪声研究

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作者：金永星上海电机学院

学位级别：硕士

我国的经济和科学技术实力不断的飞速发展,能源市场出现多元化的局面,清洁能源的比重在逐步的增大,水资源、风资源和核能发电都有了很大的进步。我国的核能发电技术已经发展了几十年,屏蔽感应电机作为核能发电系统中的关键动力设备,对... 详细信息

我国的经济和科学技术实力不断的飞速发展,能源市场出现多元化的局面,清洁能源的比重在逐步的增大,水资源、风资源和核能发电都有了很大的进步。我国的核能发电技术已经发展了几十年,屏蔽感应电机作为核能发电系统中的关键动力设备,对其研究也有了不断的进步。本文以核电用屏蔽感应电机为研究对象,对核屏蔽感应电机本体设计、降低电磁噪声问题进行了深入的研究。首先回顾了屏蔽感应电机的发展历程,介绍了屏蔽感应电机的基本特点。根据核屏蔽感应电机的结构、运行特点以及设计要求,通过磁路计算和磁场有限元计算相结合对一台20kW的核屏蔽感应电机进行电磁设计。将设计的电机参数代入到ANSYS Rmxprt中进行性能的初始计算,根据计算结果调整电磁参数。根据电机电磁设计参数在Maxwell中构建电机2D模型,对屏蔽感应电机进行静态场和瞬态场的电磁计算,同时对屏蔽套涡流损耗和屏蔽套的厚度进行了研究分析,确定最佳屏蔽套厚度。通过有限元建模与计算验证屏蔽感应电机电磁设计的合理性。然后对屏蔽感应电机的气隙磁场以及电磁力波进行了理论分析,推导了电机定子屏蔽套电磁激振力,分析了电机电磁振动与噪声产生的主要原因,利用ANSYS Workbench15.0对电机进行了电磁场、振动场和声场进行仿真计算。利用改进粒子群算法对电机的效率和电磁噪声进行了多目标优化。最后对优化后的屏蔽感应电机三维定子模态进行了仿真分析,利用定子齿开辅助槽降低电机的电磁噪声。

关键词：屏蔽感应电机电磁设计电磁噪声粒子群算法辅助槽

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罗茨真空泵驱动用异步电机的最小能耗控制

罗茨真空泵驱动用异步电机的最小能耗控制

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作者：杜雪莹沈阳工业大学

学位级别：硕士

随着真空应用技术的不断发展,各个领域对真空泵的需求越来越高,真空泵驱动用电机作为真空泵的重要组成部分,影响着真空泵系统的性能。由于真空泵电机高能耗、低效率的特点,如何减小电机的损耗成为了当今的研究热点。本文以1.9k W的真空... 详细信息

随着真空应用技术的不断发展,各个领域对真空泵的需求越来越高,真空泵驱动用电机作为真空泵的重要组成部分,影响着真空泵系统的性能。由于真空泵电机高能耗、低效率的特点,如何减小电机的损耗成为了当今的研究热点。本文以1.9k W的真空泵屏蔽式感应电机为研究对象,对真空泵驱动用异步电机的最小能耗控制系统展开了研究。首先,分析了真空泵用屏蔽式感应电机与普通异步电机的结构上的差异,建立了屏蔽电机的等效电路,并对真空泵屏蔽电机的损耗进行分析。由于普通异步电机在仿真过程中使用的是系统自带的模型,忽略了铁耗的影响,为建立更加精准的电机模型,在了解矢量控制原理的基础上,推导了考虑铁损的屏蔽电机动态数学模型。然后,根据考虑铁损的屏蔽电机动态数学模型,建立考虑铁损的屏蔽电机Simulink仿真模型,将自建的电机模型和系统自带的电机模型进行对比仿真分析,结果表明,自建模型与系统自带模型的输出电流、转速和电磁转矩曲线走势相符,验证该自建电机模型的准确性。并在此基础上,建立电机在d-q轴的等效电路,推导了基于损耗模型的最小能耗控制算法,并研究电机运行在不同工况时,电机损耗与转子磁通之间的关系,得出了最优磁链的变化规律。结果表明,基于损耗模型的最小能耗算法能减小屏蔽电机的损耗,提高屏蔽电机的效率。最后,由于屏蔽电机内部无法安装速度传感器,且异步电机的参数会随着电机运行过程的温度的升高而发生改变,影响控制效果。所以为了提高控制系统的准确性,采用了基于转子磁链的模型参考自适应法对转速、定子电阻和转子电阻进行在线辨识,通过仿真分析可以得出,估算转速在不同工况下的跟随情况良好与实际转速相符,定、转子电阻的跟随情况良好能快速跟踪到定、转子阻值,验证参数辨识系统的准确性。并在此基础上,通过仿真分析不同工况下真空泵电机最小能耗控制系统的效果,验证了该最小损耗控制系统的有效性。

关键词：真空泵屏蔽感应电机矢量控制最小能耗控制无速度传感器

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