摘要：无刷直流电机具有非线性、强耦合的特点,在电机控制领域被广泛研究。根据传统软件控制器运行速度慢、精度低、抗干扰能力差等问题,提出了一种基于现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)的无刷直流电动机模糊自适应PI控制系统。该系统以FPGA为主控芯片,用Verilog HDL硬件描述语言对控制器内各个功能模块进行设计,实现整个系统的全硬件化,充分发挥了FPGA执行速度快、抗干扰能力强、灵活度高、拓展性强的特点。系统采用转速、电流双闭环控制。转速环采用模糊自适应PI控制算法,改善了传统PID响应速度慢、超调大等缺陷。通过仿真与实验对比分析,该系统响应速度快、超调小、稳态精度高、运行稳定。

摘要：针对传统的最大功率点跟踪(MPPT)法、恒定电压法不能准确地跟踪最大功率点和登山法跟踪速度慢、误判断和输出电压不稳定等缺点,提出了定步长与变步长相结合的三点最小二乘MPPT方法。建立了光伏发电系统的数学模型,并进行了系统设计和实验,在不同的起始电压和初始步长的情况下,追踪光伏发电系统的最大输出功率。仿真结果证明,三点最小二乘MPPT能够准确追踪光伏发电系统的最大功率点,但跟踪速度受初始条件的影响。以TMS320F2812为控制芯片对光伏系统MPPT电路进行系统设计并进行试验,结果表明该系统输出电压稳定,与无MPPT相比,输出功率明显提高,系统效率提高约15%。

摘要：为了提高电机的散热性能,改善电机的温升条件,本文采用数值分析的方法对电机冷却器的冷却性能加以优化。对于YKK结构的封闭式交流异步电动机,因其结构特点,温升一直是设计时需要关注的重点问题之一。首先,以YKK450-4、800 k W中型高压异步电机为例,建立电机冷却器的三维物理模型和数学模型,给出假设条件和边界条件,并进行数值分析,得到了冷却器的流体场和温度场是分布云图;其次,通过改变挡风板的个数及位置、增加导风板并改变其位置,找到其最优值;最后,对冷却器进行重新建模,经过数值分析发现冷却器的性能有了明显的改善,为以后冷却器的优化设计提供理论依据。

摘要：该研究以一台YKK450-4、500 k W中型高压异步电动机为例,结合电机的结构尺寸,建立了高压异步电机三维定转子径向通风沟以及与之相邻铁心段的流体与固体耦合数学模型和物理模型;基于流体力学和传热学的理论知识,给出假设条件和边界条件,进行仿真计算,分析了计算区域的温度场;最后在定子通风槽钢长度不变的基础上,改变定子通风槽钢近轴端的径向位置,对通风沟进行重新建模,得到定子通风槽钢近轴端的径向位置对电机内温度场的影响。计算结果表明,通风槽钢的径向位置影响定子绕组的冷却效果。研究结果为提高电机的散热性能,对电机进行通风结构的优化设计提供了理论依据。

摘要：为了研究通风槽钢近轴端的径向位置对通风沟内流体流动形态的影响,依据计算流体力学理论,以YKK400-6、690kW中型高压异步电机为例,建立高压异步电机三维定转子径向通风沟物理模型和数学模型,给出相应的基本假设和边界条件,并进行数值计算和分析,得到了径向通风沟内三维流体场分布。在定子通风槽钢长度不变的基础上,改变定子通风槽钢近轴端的径向位置,通过分析定子通风沟绕组两侧流体的流动特性,得到定子通风槽钢近轴端的径向位置对流体流动形态的影响。计算结果表明,通风槽钢的径向位置直接影响定子绕组的冷却效果。研究结果为电机通风结构优化设计提供了理论依据,并为基于耦合场求解温度场奠定了基础。

摘要：采煤机电机安装空间严格受限,随着电机设计容量的提升,使单位体积损耗(发热率)增大。为了研究该类电机的发热与冷却问题,在对防爆型水冷电机的结构、材料以及换热机理进行分析的基础上,建立了防爆型水冷电机的传热数学物理模型。采用有限元法对电机定、转子及水套的温度场进行了计算与分析。通过计算结果与实测值对比,验证所建传热模型可以真实反映实际传热过程。分析计算结果表明电机定子最高温度点位于定子上层绕组近气隙侧;定子齿是热量传递的主要通道,热流密度最大;选用适当的冷却水流速,可以用最小的代价获取所需的冷却效果。研究结果可以为采煤机电机热控制和优化设计提供理论依据。

摘要：根据潜油电机的特殊结构,建立了充分考虑定子隔磁段及转子扶正轴承对端部漏抗影响的三维有限元数学模型,对其求解得到了具有通用价值的端部漏抗曲线族。运用流体力学基本原理,并结合潜油电机止推轴承动块、静块以及扶正轴承的经验公式得到了简便计算潜油电机机械损耗的方法。改进了潜油电机的设计方法,提高了其设计精度。设计结果与实验数据对比表明,该方法正确可行。

摘要：为了研究和提升电动机外风扇的冷却能力,依据计算流体力学理论,以YJKK500-4、2 500 kW中型高压异步电机为例,建立电机外风扇区域的三维数学模型和物理模型,给出相应的基本假设和边界条件,并进行数值计算和分析,得到了外风扇区域的三维流体场分布;计算并给出了风扇的外特性曲线,并用实验进行了验证;在风扇叶片长度不变的情况下,改变风扇叶片的偏转角度,通过分析风扇的主要性能参数和计算区域流体的流动特性,得到风扇叶片偏转角度的最优值。计算结果表明,风扇叶片的偏转角度直接影响风扇的冷却能力。研究结果为高效率电动机的风扇优化设计提供了理论依据。

摘要：针对永磁电机传统局部优化方法不能实现多目标优化的问题,提出了一种基于田口方法的优化方法。通过运用田口方法对分数槽集中绕组永磁同步电动机的气隙长度、极弧系数、永磁体厚度、定子齿宽和槽口宽度进行优化,使电机效率、齿槽转矩、单位质量永磁体产生转矩等性能最佳。利用田口正交实验建立正交矩阵,并结合统计学,分析各优化变量对优化目标的影响,最终得出多优化因子的最佳组合。利用有限元法对优化后的电机进行二维瞬态场分析,得到电机在负载条件下磁场分布以及相关特性。实验数据及相关分析表明,田口方法适用于分数槽集中绕组永磁同步电机的优化设计,并且能有效地抑制电机的齿槽转矩。

摘要：针对隔磁段漏抗对潜油电机性能参数的影响,在电机特殊结构的基础上,建立了隔磁段的三维有限元数学模型,通过求解其磁场储能得到隔磁段处漏磁对应的漏抗。设计制造了模拟实验样机,实例对比直接验证了计算方法的准确性和可行性,表明了隔磁段漏抗对电机各性能参数均有较大的影响,在今后潜油电机的设计中必须予以考虑。