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混合励磁型无轴承磁通切换电机损耗最小控制

电机与控制学报 2023年第9期27卷 53-62页

作者：何佳佳周扬忠福州大学福建省新能源发电与电能变换重点实验室福建福州350108

混合励磁型无轴承磁通切换电机(BFSHEM)的电枢绕组需要同时流过转矩电流和悬浮电流,通常有着较大的绕组发热量及系统损耗量,制约着电机效率的进一步提升。针对上述问题,以12槽/10极BFSHEM为研究对象,通过合理分配电枢电流和励磁电流的占... 详细信息

混合励磁型无轴承磁通切换电机(BFSHEM)的电枢绕组需要同时流过转矩电流和悬浮电流,通常有着较大的绕组发热量及系统损耗量,制约着电机效率的进一步提升。针对上述问题,以12槽/10极BFSHEM为研究对象,通过合理分配电枢电流和励磁电流的占比,构建BFSHEM损耗最小控制策略以实现电机系统的总损耗最小。首先利用有限元仿真分析电机的铜耗及铁耗,从而确定影响电机损耗的可控电磁变量。由于影响BFSHEM铁耗的电磁变量较多,且各变量间耦合较强,鉴于现有铁耗模型难以兼顾BFSHEM铁耗计算的精度与速度要求,提出利用BP神经网络拟合出铁耗与各电磁变量的响应模型,之后使用广义模式直接搜索算法在线求解BFSHEM损耗模型的最优解,最后通过BFSHEM控制系统输出能够实现电机最小损耗的最优电流分配值。仿真及实验结果表明,BFSHEM损耗最小控制能够有效减少电机总损耗,减轻电枢绕组散热压力,提升电机输出效率,具有良好的应用前景。

关键词：混合励磁无轴承磁通切换电机损耗最小控制 BP神经网络铁耗模型广义模式搜寻

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接近服役条件电机铁心损耗模型研究

接近服役条件电机铁心损耗模型研究

作者：邢博文沈阳工业大学

学位级别：硕士

国家能源局相关统计数据表明,2020年我国工业用电量占全社会用电量的67%。工业用电的70%以上都由电机消耗。电机损耗的准确计算对于高品质电机设计和性能优化具有重要意义。铁心损耗作为电机损耗的主要来源之一,一般占电机总损耗的15%～... 详细信息

国家能源局相关统计数据表明,2020年我国工业用电量占全社会用电量的67%。工业用电的70%以上都由电机消耗。电机损耗的准确计算对于高品质电机设计和性能优化具有重要意义。铁心损耗作为电机损耗的主要来源之一,一般占电机总损耗的15%～40%。电机在实际服役条件下内部物理过程十分复杂,涉及多物理场的耦合作用。磁场、应力和温度等因素会直接影响铁心损耗计算的准确性。因此,在铁心损耗的计算过程中考虑相关物理因素的作用是有必要的。本文通过自研的复杂工况下电工钢片矢量磁特性测量装置测量了多物理因素同时作用下的电工钢片损耗特性,经数据分析后得到不同物理因素对铁心损耗的影响规律。以此为基础,建立了接近服役条件电机铁心损耗模型,将计算结果与试验数据对比,证明了模型准确性。将模型用于一台Y系列感应电机的铁耗分析,给出了模型具体应用流程。首先,介绍了电机铁心损耗分离理论和三种铁心损耗的生成机理,对现有的铁心损耗模型进行分类总结。分析了不同模型计及磁化方式、应力、温度三个物理因素影响的方法,提出了模型的优点和不足,明确了建立接近服役条件电机铁心损耗模型的必要性。其次,介绍了课题组自研的复杂工况下电工钢片矢量磁特性测量装置的硬件结构和测量原理。通过分析试验测得的复杂工况下电工钢片损耗数据,得到不同磁化轨迹轴比、不同应力、不同温度下的50W600无取向电工钢片铁耗曲线。对比不同条件下的铁耗曲线数据,明确了旋转磁化、应力和温度对电工钢片损耗的影响方式,提出了不同物理因素在铁心损耗模型中的修正方法,建立了可以综合考虑旋转磁化、应力、温度影响的接近服役条件电机铁心损耗模型。利用测量数据,对比了改进模型和三项式损耗分离模型的计算精度,验证了接近服役条件电机铁心损耗模型准确性。最后,对一台感应电机进行仿真分析。通过磁场仿真得到电机定子铁心不同位置的磁化方式特点;通过应力场仿真得到定子过盈装配的应力分布;通过温度场仿真得到电机稳态运行后的温度分布。提取仿真数据,使用接近服役条件电机铁心损耗模型计算电机铁心损耗并与其他模型结果进行对比,验证了改进模型的实际应用价值。

关键词：铁耗模型旋转磁化温度依赖应力依赖服役条件

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电弧炉冶炼中铁耗模型的建立与分析

黑龙江科技信息 2016年第12期 159-159页

作者：孟健吴玮天津钢管集团股份有限公司天津300301

通过对电弧炉冶炼的过程进行分析,对炉渣量进行计算,建立电弧炉冶炼中铁耗模型,并以此为基础得到电弧炉炉渣质量与相关元素含量的计算方法。从而为电弧炉冶炼中各个成分的精确控制提供了准确的理论基础,具有重要的参考价值。

关键词：电弧炉冶炼铁耗模型渣料

基于铁心材料测试的高速永磁电机铁耗及温升分析

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基于铁心材料测试的高速永磁电机铁耗及温升分析

作者：王翔沈阳工业大学

学位级别：硕士

高速永磁电机因具有高功率密度,高效率,可靠性高,可以直接驱动负载等优势被广泛应用在高速电主轴,空气压缩,航空航天等领域。但由于高速电机工作在高频状态下,单位质量损耗比常规电机大很多,而温度过高会影响电机运行的可靠性,因此对高... 详细信息

高速永磁电机因具有高功率密度,高效率,可靠性高,可以直接驱动负载等优势被广泛应用在高速电主轴,空气压缩,航空航天等领域。但由于高速电机工作在高频状态下,单位质量损耗比常规电机大很多,而温度过高会影响电机运行的可靠性,因此对高速电机的损耗和温升研究是必要的。本文研究采用不同型号铁心材料在受到不同频率,应力和温度的作用下进而对高速电机温升的影响,并通过温升实验加以验证。首先,通过德国BROCKHAUS公司生产的MPG-200G系列软磁材料测试仪针对硅钢片B20AT1500,DW270-35,DW210-35和非晶合金2605SA1四种材料在不同频率,不同应力下的测试实验数据,以及通过人工搭建的实验平台针对上述四种材料在不同温度下的测试数据为基础,并对测得的实验数据进行分析与总结。通过测得的实验数据研究频率,应力和温度对材料磁性能和损耗性能的影响规律,并以经典铁耗模型为基准,研究各个损耗系数受频率,应力,温度影响下的变化规律。以一台内置式电机和一台表贴式电机为研究对象,将四种铁心材料在不同频率,不同应力,不同温度下测得的磁化曲线和损耗曲线带入有限元计算,分别计算铁心采用上述四种材料时受频率,应力和温度影响下的铁耗值,通过有限元计算结果分析频率,应力和温度对其影响的程度。最后,基于前面章节测试内容和计算数据,研究高速电机铁心采用四种材料,当考虑频率,应力和温度时对电机温升变化影响的程度。并针对一台7.5kW 15000rad/min表贴式电机进行温升实验,当考虑频率,应力,温度影响时通过有限元计算的数据更接近实验值。

关键词：非晶合金高速永磁电机磁性能损耗性能铁耗模型

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中高频条件下三种铁耗计算方法的对比分析

船电技术 2014年第6期34卷 21-23,38页

作者：李盛雄张经纬武汉船用电力推进装置研究所武汉430064

本文针对中高频条件下的铁耗计算,用三种常用铁耗计算方法对某硅钢片在中高频条件下的损耗曲线进行了计算,对比分析了这三种铁耗计算方法的误差,给出了三种方法的一般适用范围,同时对Bertitto分离铁耗计算方法的损耗系数进行了修正。

关键词：铁耗模型损耗系数 Bertitto

纯电动客车用高速永磁轮边电机损耗分析方法研究

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微电机 2019年第5期52卷 11-15页

作者：张洪兵杨思雨康娟丁计飞秦亚坤河南省财政厅机关服务中心郑州450008 郑州市宇通客车股份有限公司郑州450061

针对纯电动客车用高速永磁轮边电机进行损耗分析方法研究。通过有限元模型对定子齿部、轭部以及转子铁耗进行计算,分别对不同工况下的电磁损耗进行分析,并考虑非正弦激励的影响,建立电磁损耗计算模型。通过设计损耗分离实验,利用无磁体... 详细信息

针对纯电动客车用高速永磁轮边电机进行损耗分析方法研究。通过有限元模型对定子齿部、轭部以及转子铁耗进行计算,分别对不同工况下的电磁损耗进行分析,并考虑非正弦激励的影响,建立电磁损耗计算模型。通过设计损耗分离实验,利用无磁体转子电机分离机械损耗与空载铁耗,并对机械、杂散损耗分别建模,完善全工况点电机损耗计算模型。通过样机实验验证,该方法能够对同平台电机损耗进行准确分析。

关键词：轮边电机损耗分离铁耗模型无磁体转子杂散损耗.

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一种有轨电车永磁牵引系统集成效率优化策略

电气传动 2016年第8期46卷 21-25页

作者：冀亨余朝刚上海工程技术大学城市轨道交通学院上海201600

如何在独立轮转向架上进行左右车轮耦合以提高导向能力,并降低牵引损耗以便提升牵引效率,是100%低地板新型有轨电车的技术难点和研究热点…。建立一种考虑铁耗的内置式永磁同步电机最小损耗求解模型,并采用自适应模糊控制器解决多电机... 详细信息

如何在独立轮转向架上进行左右车轮耦合以提高导向能力,并降低牵引损耗以便提升牵引效率,是100%低地板新型有轨电车的技术难点和研究热点…。建立一种考虑铁耗的内置式永磁同步电机最小损耗求解模型,并采用自适应模糊控制器解决多电机联合控制时的效率寻优问题。使用一种集成效率优化策略,在牵引系统启动阶段,采用最低损耗控制策略(lowest loss control,LLC)进行单电机效率优化控制;在牵引系统恒速稳定运行时,基于最小输入功率的模糊控制开始介入,对基于GPS速差前馈的多电机牵引系统进行整体效率优化。仿真结果表明,与传统的基于单电机MTPA控制相比,集成效率优化策略具有响应速度快、超调量小、鲁棒性好等优点,尤其是能明显降低永磁牵引系统电气损耗。

关键词： 100%低地板有轨电车永磁牵引系统效率优化铁耗模型