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永磁无刷直流电机绕组导通方式及磁势谐波研究

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永磁无刷直流电机绕组导通方式及磁势谐波研究

作者：刘章长沙理工大学

学位级别：硕士

永磁无刷直流电机是随着电力电子技术发展而得到广泛应用的一种新型电动机，它避免了直流电动机机械换向所带来的噪声和火花，同时保持了直流电动机良好的起动特性和调速特性。永磁无刷直流电动机在运行性能方面有明显的优点，其结构也... 详细信息

永磁无刷直流电机是随着电力电子技术发展而得到广泛应用的一种新型电动机，它避免了直流电动机机械换向所带来的噪声和火花，同时保持了直流电动机良好的起动特性和调速特性。永磁无刷直流电动机在运行性能方面有明显的优点，其结构也有其特殊性，对此进行研究很有意义。永磁无刷直流电机绕组导通方式、绕组磁势谐波对电机的性能有较大的影响;通过对三相绕组不同导通方式进行分析，对不同绕组电机的磁势谐波进行研究与比较。首先对永磁无刷直流电机的空载磁场、负载磁场进行研究，借助于Ansoft有限元软件分析其磁场分布，并进行比较。对无刷直流电机的电枢反应，平均电流与平均电磁转矩，齿槽转矩及其削弱方式进行分析。接着对无刷直流电机的绕组连接与导通方式的特性进行讨论，介绍电机绕组连接与导通方式，分析绕组利用率与最佳导通角。通过研究同一台电机的Δ与Y接法，进行实例分析三相绕组的Δ接法与Y接法的关系，可以得出在某些情况下电机三相绕组Y连接比Δ连接更有优势。最后对不同绕组的磁势谐波进行探讨，对两极六槽叠绕组、两极六槽集中绕组、两极三槽集中绕组、两级六槽叠绕组Δ连接，以及极数P=1，P=2等多种不同绕组的连接方式的磁势谐波进行比较;并进行分析得出不同绕组连接的磁势谐波含量，为永磁无刷直流电机在选择最佳绕组连接方式提供较好的参考。

关键词：永磁无刷直流电动机绕组导通方式磁势谐波

用傅氏变换分析逐相安导调制变极绕组磁势谐波及变极方案择优

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中小型电机 2000年第6期27卷 5-9页

作者：李晓松岳阳师范学院湖南岳阳414000

在用傅氏变换分析变前极绕组安导波及其调制波基础上 ,讨论了用逐相安导调制法得到的变后极绕组的对称性、磁势谐波含量。

关键词：傅里叶变换变极绕组磁势谐波安导调制电机

新型多波串级起动无刷双馈电机电磁特性分析与实验研究

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新型多波串级起动无刷双馈电机电磁特性分析与实验研究

作者：苏志强合肥工业大学

学位级别：硕士

无刷双馈电机(brushless doubly-fed machine,BDFM)是一种多功能的新型感应电机,具有良好的应用前景。在以往的性能研究中,很多都是针对于运行性能,对其在起动时的性能没有进行深入有效的研究。传统无刷双馈电机采用异步起动的方式,会... 详细信息

无刷双馈电机(brushless doubly-fed machine,BDFM)是一种多功能的新型感应电机,具有良好的应用前景。在以往的性能研究中,很多都是针对于运行性能,对其在起动时的性能没有进行深入有效的研究。传统无刷双馈电机采用异步起动的方式,会产生过大的冲击电流,并且存在起动转矩不足的问题。而采用多波串级起动方式的无刷双馈电机可以有效地减少起动时的冲击电流,增加起动转矩,有效地提高了起动效率。定、转子的设计很大程度上制约着无刷双馈电机的性能,若想要设计出性能比较理想的定、转子,采用传统一般的方法明显是不合适的。因此本文对多波串级起动方式的基本理论进行研究,并通过可靠有效的方法对定、转子进行设计以实现在起动过程中无刷双馈电机具有很小的起动电流、较大的起动转矩和较高的起动效率等良好的性能表现。本文主要的研究工作可以概括以下内容:首先,介绍了无刷双馈电机的发展历程,综述了其在国内外的研究现状。其次,研究了多波串级起动无刷双馈电机的基本工作原理,给出了多波串级起动无刷双馈电机起动和运行时的等效电路,并基于等效电路模型对起动转矩产生的机制进行了解释。然后,讨论了极数分配原则,设计了定、转子绕组。分析设计出的定、转子绕组进行磁动势谐波,从理论分析的结果来看满足预期的效果。并分析起动时气隙磁场中的磁动势分量和槽号磁势下的转子绕组线圈。最后,基于多波串级起动无刷双馈电机定、转子绕组的设计方案,建立其有限元模型,并设计制作试验样机。对该电机进行了仿真计算,并搭建该电机的实验平台。结合仿真结果和实验结果分析,验证了多波串级起动理论是可行的,定、转子绕组的设计方案是合理有效的。

关键词：无刷双馈电机多波串级起动绕组设计磁势谐波起动性能

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永磁无刷直流电机电枢反应综述与分析

微电机 2009年第11期42卷 52-59页

作者：谭建成中国电器科学研究院广州510300

就电枢反应对永磁无刷直流电动机性能的影响进行归纳和分析,指出一些值得商榷的地方,如采用基于电枢反应磁势分布图方法分析电枢反应对气隙磁场的影响,与将基于电枢反应磁势分解为直轴和交轴分量的传统分析方法相比,可得到更直观的理解... 详细信息

就电枢反应对永磁无刷直流电动机性能的影响进行归纳和分析,指出一些值得商榷的地方,如采用基于电枢反应磁势分布图方法分析电枢反应对气隙磁场的影响,与将基于电枢反应磁势分解为直轴和交轴分量的传统分析方法相比,可得到更直观的理解和更准确的认识。电枢反应影响程度大小的关键是转子磁路结构。最后讨论了分数槽集中绕组无刷电机电枢反应的特殊问题。

关键词：无刷直流电动机电枢反应去磁效应磁势谐波转子涡流损耗

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逆变器供电交流电机相数选择

微特电机 1992年第5期20卷 17-21页

作者：李忠杰周碧书

本文介绍了多相逆变器供电交流电动机系统的构成,讨论了随着逆变器相数增多对电机磁势谐波、转矩脉振、逆变器元件电应力及逆变器成本价格的影响。理论上逆变器供电系统可以为任意多的m相,但从开关元件数目、电机定子绕组合理安排,根据... 详细信息

本文介绍了多相逆变器供电交流电动机系统的构成,讨论了随着逆变器相数增多对电机磁势谐波、转矩脉振、逆变器元件电应力及逆变器成本价格的影响。理论上逆变器供电系统可以为任意多的m相,但从开关元件数目、电机定子绕组合理安排,根据系统性(能)价(格)比可在两相至十五相内选择一个最佳值。

关键词：逆变器交流电机磁势谐波

带十二相整流系统的高速混合励磁发电机转子损耗研究

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大电机技术 2014年第2期 1-5页

作者：宫海龙孙玉田梁艳萍王亮水力发电设备国家重点实验室哈尔滨150040 哈尔滨理工大学电气与电子工程学院哈尔滨150080

本文以带有十二相整流系统的多相高速混合励磁发电机为研究对象,针对谐波电流在多相绕组中产生的磁势谐波进行了分析,并采用3D有限元法对转子涡流损耗进行了仿真研究。研究结果表明:与常规三相电机相比,采用十二相绕组使磁势谐波成分大... 详细信息

本文以带有十二相整流系统的多相高速混合励磁发电机为研究对象,针对谐波电流在多相绕组中产生的磁势谐波进行了分析,并采用3D有限元法对转子涡流损耗进行了仿真研究。研究结果表明:与常规三相电机相比,采用十二相绕组使磁势谐波成分大幅减少,十二相电机的转子涡流损耗远低于三相电机,证明了多相绕组设计在降低转子损耗方面具有显著的优势。

关键词：高速混合励磁发电机十二相绕组磁势谐波涡流损耗

基于磁场差调制的无刷双馈电机理论与设计研究

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基于磁场差调制的无刷双馈电机理论与设计研究

作者：庾波合肥工业大学

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无刷双馈电机(brushless doubly-fed machine,BDFM)是一种具有良好应用前景的多功能新型感应电机。以往研究的磁场调制式无刷双馈电机,都是基于和调制,即等效极对数等于功率绕组极对数p与控制绕组极对数p之和,使得无刷双馈电机在工频条... 详细信息

无刷双馈电机(brushless doubly-fed machine,BDFM)是一种具有良好应用前景的多功能新型感应电机。以往研究的磁场调制式无刷双馈电机,都是基于和调制,即等效极对数等于功率绕组极对数p与控制绕组极对数p之和,使得无刷双馈电机在工频条件下只能应用于低转速场合,转速的范围也受到限制。而差调制无刷双馈电机由于等效极对数为p与p之差,从而可以实现更低的等效极对数以及更高的自然同步速,并且随着转速的提高,功率密度也会有所增加。制约差调制无刷双馈电机发展的关键瓶颈在于转子的设计,采用目前主流的设计方法无法设计出具有理想性能的差调制转子。因此本文研究工作的目的在于对差调制无刷双馈电机的基本理论进行深入研究,并且另辟蹊径寻找出切实有效的转子设计方案以实现无刷双馈电机在差调制模式下的稳定运行,从而提高其自然同步速和转速范围。进而拓展无刷双馈电机的应用领域,推动它的实用化进程。本文的研究内容主要概括为以下几个方面:首先,介绍选题背景,阐述对差调制无刷双馈电机研究的必要性。概述无刷双馈电机的发展历程。对相关的国内外研究现状进行综述。其次,分析差调制无刷双馈电机的基本原理。提出差调制无刷双馈电机特有的“负极”特性,分析级联异步转矩产生机制,基于稳态等效电路模型对级联异步转矩进行计算,解释“负极”现象产生的原因,讨论稳态电路参数对异步启动性能的影响并给出了相关建议。并分析电机系统内部在不同的转速、极数分配条件下的功率传输特征。接着,推导差调制无刷双馈电机在ABC静止坐标系和dq0旋转坐标系中的瞬态数学模型,并利用推导的运动方程搭建Simulink仿真模型,通过对差调制无刷双馈电机的不同运行模式的仿真结果验证数学模型的正确性。然后,讨论极对数和槽数的选取,并给出了了1/4对极和3/2对极无刷双馈电机定子绕组的一般方案。并经过一定的探索,采用两种不同的新方法分别对1/4对极和3/2对极差调制转子进行设计、优化。通过磁势谐波理论的初步分析,采用新方法设计的两套转子绕组满足差调制运行的基本要求。最后,基于1/4对极和3/2对极差调制无刷双馈电机的定、转子方案,分别研制了对应的实验样机,并根据设计参数建立了有限元模型。结合有限元仿真和实验结果的分析,验证了差调制运行的可行性以及设计方案的有效性。

关键词：无刷双馈电机差调制等效极对数绕组设计磁势谐波数学模型