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60 MW级空冷发电机电磁设计及试验验证

电机技术 2024年第1期 11-12,18页

作者：李翊一上海电气电站设备有限公司发电机厂 200240

随着能源结构的改变,小空冷发电机市场逐渐成为行业关注的重点。文章介绍了60 MW级空冷发电机电磁设计方案,并通过型式试验验证了发电机的主要电气性能,结果符合预期,发电机整体性能优良。

关键词：分布式能源 60 MW级空冷发电机电磁设计

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大极数自启动永磁电机的电磁设计

防爆电机 2024年第3期59卷 18-22页

作者：赵倩佳木斯电机股份有限公司黑龙江佳木斯154002

大极数自启动永磁同步电动机,主要应用于油田抽油系统,由于工作环境是在油田中为抽油机驱动系统提供动力,每两台抽油机间隔较远,无法使用变频启动完成后切出变频器,只能使用一台电机配备一台变频器的方式,无法实现多台电机共用一台变频... 详细信息

大极数自启动永磁同步电动机,主要应用于油田抽油系统,由于工作环境是在油田中为抽油机驱动系统提供动力,每两台抽油机间隔较远,无法使用变频启动完成后切出变频器,只能使用一台电机配备一台变频器的方式,无法实现多台电机共用一台变频器,因此变频启动电机在销售方面稍有优势,由于所带系统为泵类负载,根据负载特性曲线可知,电机出力与电机转速成正比,可以轻载启动,所以开发大极数自启动永磁同步电动机非常有必要。

关键词：永磁电机电磁设计仿真分析

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高铁异步牵引电机的电磁设计与分析

科学技术创新 2024年第7期 112-115页

作者：孙鑫中车青岛四方机车车辆股份有限公司山东青岛

本研究以高铁异步牵引电机为对象,深入探讨了电机的电磁设计,充分运用电机设计的基本理论。首先,通过对高铁牵引系统要求的深入剖析,系统性分析了异步牵引电机的电磁设计需求,并在设计阶段采用了基础的电机设计理论,涉及电机的极数、定... 详细信息

本研究以高铁异步牵引电机为对象,深入探讨了电机的电磁设计,充分运用电机设计的基本理论。首先,通过对高铁牵引系统要求的深入剖析,系统性分析了异步牵引电机的电磁设计需求,并在设计阶段采用了基础的电机设计理论,涉及电机的极数、定子铁心尺寸以及气隙长度等关键参数的选择。完成电机尺寸设计后,对牵引电机在各特征工况点的性能参数进行了详细计算。最后,采用有限元仿真技术对电机的额定工况进行了二维电磁仿真分析,仿真结果与电磁计算相对比显示,电机定子相电流和输出转矩均在误差允许范围内,符合工程设计要求。该研究对高铁异步牵引电机的电磁设计提供了具体而深刻的理论指导,具备较高的工程应用参考价值。

关键词：高铁异步牵引电机电磁设计电磁场

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智能技术在电机电磁设计中的应用

电子技术 2024年第4期 314-315页

作者：王淼中国航发哈尔滨东安发动机有限公司

阐述智能技术在电机电磁设计中的应用，包括电机性能优化、电磁场仿真、故障诊断和预测性维护。探讨将智能技术与传统电机电磁设计方法的融合策略，以提高电机性能、增强电机系统的可靠性。

关键词：智能技术机器学习电机设计电磁设计

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电磁环境影响分析及标准测试和设计

机电工程技术 2024年第5期53卷 307-310页

作者：杨天福李荣跃梁乐波丁协宾广电计量检测(北京)有限公司北京100076

5G通信技术和人工智能的发展,产品的通信频率变得越来越高,同时功耗越来越大,带来更多电磁兼容性问题。电磁兼容相关问题主要包括EMI和EMS两个方向。EMI是指产品自身运行中不对其他系统或产品产生危害的干扰;EMS是指产品运行过程中不受... 详细信息

5G通信技术和人工智能的发展,产品的通信频率变得越来越高,同时功耗越来越大,带来更多电磁兼容性问题。电磁兼容相关问题主要包括EMI和EMS两个方向。EMI是指产品自身运行中不对其他系统或产品产生危害的干扰;EMS是指产品运行过程中不受周围电磁环境的影响,并且能够完成预定的功能。首先简要介绍电磁兼容中EMI及EMS的原理及主要传导方式,分析了当电磁环境下电磁指标不符合要求带来的影响;随后介绍了为保证电磁干扰符合应用而制定的相应标准以及标准中规定的测试项目及指标要求;同时,介绍为保证电磁兼容性而一般采取的设计方法。通过对电磁影响分析、标准要求及一般的设计方法,为产品电磁兼容性设计及测试提供参考。

关键词：电磁影响标准测试电磁设计

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永磁/笼障混合转子双定子风力发电机电磁设计与性能分析

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太阳能学报 2023年第5期44卷 432-441页

作者：刘豪牛姿懿宋亚凯河南城建学院电气与控制工程学院平顶山467036

针对主流永磁同步发电机存在成本高和有刷双馈感应发电机存在可靠性低的问题,结合风电发展的要求,提出一种具有功率密度高和可靠性高的新型永磁/笼障混合转子双定子风力发电机应用于海上风力发电。功率密度与电机的功率分配、极槽配合... 详细信息

针对主流永磁同步发电机存在成本高和有刷双馈感应发电机存在可靠性低的问题,结合风电发展的要求,提出一种具有功率密度高和可靠性高的新型永磁/笼障混合转子双定子风力发电机应用于海上风力发电。功率密度与电机的功率分配、极槽配合和转子耦合能力有关。基于该发电机的工作原理和设计要求,设计一台300 kW永磁/笼障混合转子双定子风力发电机,并考虑功率分配、主要尺寸确定方法、极槽配合和转子耦合能力。在此基础上,采用数值法分析不同运行状态下该发电机性能,并与实验测试结果作比较;同时将所提出的发电机与常规电机在转矩密度和成本方面作比较,验证该发电机设计和分析方法的合理性和有效性及转矩密度高的特点。

关键词：风力发电同步发电机优化结构双定子永磁/笼障混合转子电磁设计转矩密度

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智能电网超导装备的电磁设计与暂态特性分析

低温与超导 2022年第4期50卷 1-6,50页

作者：谭玲玲楚冬青张会明束娜高林惠黄晓华山东电力工程咨询院有限公司济南250013 中国电力科学研究院有限公司北京100192 华北电力大学北京102206

基于第二代高温超导材料的超导变压器和超导电缆作为智能电网超导设备,可以灵活应对电力系统发生短路故障等暂态环境,保证电网稳定运行。针对31.5 MVA,110 kV/10.5 kV的超导变压器和10.5 kV/1.85 kA的三相同轴电缆的联合运行开展电磁设... 详细信息

基于第二代高温超导材料的超导变压器和超导电缆作为智能电网超导设备,可以灵活应对电力系统发生短路故障等暂态环境,保证电网稳定运行。针对31.5 MVA,110 kV/10.5 kV的超导变压器和10.5 kV/1.85 kA的三相同轴电缆的联合运行开展电磁设计和暂态特性分析,提出了超导设备的结构参数和电气参数,建立了基于MATLAB和PSCAD/EMTDC包含可变电阻、损耗和电抗的仿真模型,仿真结果显示,超导变压器具有限流功能,配合超导电缆运行,超导电缆的出口短路电流降低了21%,大幅降低超导电缆的出口短路电流和故障中的产热,对于线路制冷系统和后续恢复具有重要意义。

关键词：超导变压器超导电缆电磁设计暂态分析

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同步磁阻电机的电磁分析与设计

同步磁阻电机的电磁分析与设计

作者：郝磊中国矿业大学

学位级别：硕士

现代工业领域的生产活动中,永磁同步电机作为应用十分广泛的电机设备,其拥有的高功率密度、结构紧凑与效率高等优点被电机行业所认可,但其成本较高、依赖永磁材料的特性也一定程度上限制了其进一步发展。为了降低甚至摆脱对于稀土永磁... 详细信息

现代工业领域的生产活动中,永磁同步电机作为应用十分广泛的电机设备,其拥有的高功率密度、结构紧凑与效率高等优点被电机行业所认可,但其成本较高、依赖永磁材料的特性也一定程度上限制了其进一步发展。为了降低甚至摆脱对于稀土永磁材料的依赖,同步磁阻电机逐渐吸引了更多研究的关注。同步磁阻电机是电磁转矩中仅包含磁阻转矩的一类同步电机,其具有价格低廉、结构简单可靠且无需永磁材料的优点。然而,同步磁阻电机功率因数低、转矩脉动大等缺点制约了该类型电机的推广。为解决同步磁阻电机转矩脉动大的问题,本文以电机的结构优化为核心,对其进行理论设计与电磁分析方面的研究。本文首先简要介绍了同步磁阻电机的基本结构与工作原理,通过数学模型给出了同步磁阻电机的向量图,对同步磁阻电机的电磁转矩、功率因数等参数进行了计算,并通过磁路法对电机交、直轴磁路进行了分析。然后,根据传统交流同步电机的设计流程,首先确定了本次设计电机的额定功率等指标,并给出了同步磁阻电机定转子部分的设计流程,包括主要尺寸、定子绕组、定子磁路等方面的设计依据。对电机转子结构的设计进行简要分析,同时也给出了本次电机的各项结构参数。在常规电机理论计算的基础上,通过Ansys Maxwell软件进行仿真建模与有限元分析,将转矩输出能力与交、直轴轴电感作为判别依据,对磁障层数与磁障占有率进行了参数化分析,确定了同步磁阻电机原型机的基本结构,并对其各项电磁参数进行了仿真分析。为进一步改善电机输出性能,在同步磁阻电机原型机的基础上,引入不均匀磁障与C型磁障结构进行转子结构优化,通过仿真证实该优化方案能够明显降低转矩脉动与感应电动势谐波,同时电机的转矩输出能力与效率也有一定改善。最后,以优化设计方案为基础制作了一台1.1kW的同步磁阻电机样机,并进行了样机参数测量与运行实验,通过样机运行实验验证了本次设计的合理性。该论文有图45幅,表8个,参考文献56篇。

关键词：同步磁阻电机电磁设计有限元分析转矩脉动

笼型转子无刷双馈电机的电磁设计及设计程序开发

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笼型转子无刷双馈电机的电磁设计及设计程序开发

作者：柴景棠太原理工大学

学位级别：硕士

无刷双馈电机(Brushless Doubly-Fed Machine,BDFM)是近些年发展迅速的一类新型交流电机,相比双馈感应发电机(Doubly-Fed Induction Generator,DFIG)具有变频容量低的优势,且去掉了电刷和滑环装置,因此兼具经济性和可靠性,在风力发电系... 详细信息

无刷双馈电机(Brushless Doubly-Fed Machine,BDFM)是近些年发展迅速的一类新型交流电机,相比双馈感应发电机(Doubly-Fed Induction Generator,DFIG)具有变频容量低的优势,且去掉了电刷和滑环装置,因此兼具经济性和可靠性,在风力发电系统中具有广阔的应用前景。由于笼型转子BDFM独特的定转子结构,电机内部磁场复杂,无用高次谐波含量丰富,且转矩密度偏低,目前无刷双馈电机主要参考异步电机进行电磁设计,考虑铁芯饱和时的磁密、铁耗等计算存在较大困难,本文针对笼型转子BDFM的饱和性能、调制能力及转矩、电磁设计方法开展如下研究:1.无刷双馈电机饱和磁密及铁耗解析计算忽略轭部磁压降,建立无刷双馈电机的细分等效磁路模型。铁芯不饱和时,取磁化曲线线性段的磁导率代入解析计算,求得电机稳态运行时磁路中的磁势及气隙磁密;铁芯饱和时,计算多个磁通定值下磁路中的磁势,绘制出Φ-F曲线,利用该曲线对磁密过大点所在磁路的磁通进行修正,最终得到电机的修正气隙磁密。在Bertotti铁耗三项计算模型的基础上,考虑旋转磁化和谐波的影响,将电机定转子划分为最小单元,利用修正磁密随时间的变化波形求解电机各部分的铁耗。编写MATLAB程序实现上述解析法的快速计算,以Y280和D180两台笼型转子BDFM为例,对比解析和有限元计算结果,验证了上述解析法计算不同饱和程度下无刷双馈电机磁密及铁耗的准确性。2.无刷双馈电机磁场调制能力分析基于无刷双馈电机的磁场调制机理,当电机运行在超同步状态下,分别推导定子p极对磁场在绕线转子中调制产生的p极对磁场和定子p极对磁场调制产生的p极对磁场,在数学关系上分析调制能力的理论最大值。在实验室已有无刷双馈电机定子结构的基础上,设计一种普通绕线转子,搭建有限元模型对调制能力进行验证。与同尺寸的笼型转子对比分析得出,绕线转子绕组系数高、转子谐波含量低,但调制效果较差。3.无刷双馈电机转矩密度分析在绕线转子极限调制能力的基础上,根据定转子磁势推导无刷双馈电机的电磁转矩公式,搭建有限元仿真模型验证其正确性。与相同热负荷、相同调速范围的异步电机对比,定量计算无刷双馈电机的转矩密度,并分析其影响因素,这对电机的优化设计具有一定的指导意义。4.无刷双馈电机的电磁设计及VB程序开发针对笼型转子BDFM独特的定转子结构,探讨了电磁设计过程中电机极对数匹配、定转子槽配合、功率分配、电磁负荷选择等各个关键环节的基本原则,介绍了电磁设计的基本流程和设计细节。基于Visual Basic绘制可视化的参数输入、输出界面,编写程序实现人机交互,输入已知量后通过按钮的操作依次完成各部分计算和校验,最终输出结果。该程序为无刷双馈电机的电磁设计提供了极大的便利,节省了单独依靠有限元仿真消耗的大量时间,且便于电机参数的多次修改和重复计算。

关键词：无刷双馈电机细分磁路法气隙磁密磁场调制能力电磁设计