摘要：双并列转子永磁直驱电机受轴间距限制,设计时会切掉部分定子铁心和绕组,造成转子电磁力不平衡。为最大限度地抑制转子所受的不平衡电磁力,该文从双并列转子结构出发,分析了电机绕组电感参数不对称的原因,提出通过合理设计线圈跨距和分布平衡三相电感。在此基础上,构建转子所受总电磁力的数学模型,理论分析各个分力的来源及影响因素,研究各个分力对转子所受总电磁力的影响,提出了优化占空角、优化耦合间距、采用定子端部不对称结构、采用转子偏心结构和切除部分单元电机五种优化方法,实现对转子所受电磁力的优化,探讨了不同方法的优化效果,以及其对转矩脉动的影响,总结了不同优化方法的优缺点。

摘要：综合考虑磁路分布特性的电磁轴承解析模型是对电磁轴承优化设计的快速有效手段。该文通过计及铁心材料非线性磁导率、磁极边缘效应、磁场透入深度等影响因素,研究了磁极宽度对电磁轴承定子结构参数及其最大静态电磁力的影响,揭示了定子结构参数与磁路动态磁阻之间的规律,构建了计及磁路分布特性的电磁轴承解析模型。在此基础上,以异极径向电磁轴承结构参数为研究对象,分别以构建的解析模型和有限元法对其结构与最大电磁力及气隙磁通密度的影响规律进行计算对比,同时搭建了对应的实验平台进行验证分析,验证了解析模型的准确性和有效性。另一方面,基于构建的电磁轴承解析模型,揭示了定子极弧系数、励磁电流、气隙长度对于电磁轴承支撑性能的影响规律,为径向结构电磁轴承的设计及运行控制提供理论参考。

摘要：针对二辊式轧机、双螺杆泵等并行同步对驱类设备存在体积庞大、主从动轴同步性差且需要定期维护等问题,提出一种双并列转子永磁电机直驱系统,整个传动系统更加紧凑高效。结合工程需求,构建了双并列转子永磁直驱电机的基本结构,定义了双并列转子永磁电机定子耦合区内的设计关键参数,并基于等效磁路法对耦合区磁路分布进行了分析,从定子分块规则和冲片几何结构的角度出发,建立了耦合区内耦合角的确定方法。对一台额定功率为1 200 kW、额定转速为20 r/min的双并列转子永磁直驱电机进行了电磁设计,通过数值仿真对所设计的电磁方案进行了校核分析,探讨了占空角大小对转矩脉动和转子所受不平衡电磁力的影响,为双并列转子永磁直驱系统的研发奠定了基础。

摘要：永磁辅助同步磁阻电机(PMaSynRM)以其高功率密度、高效率、高性价比及宽调速范围的优点,近年来已成为行业的研究热点,特别是在家用电器、电动汽车及工业电机等领域。在国内外研究现状的基础上,该文详细介绍了永磁辅助同步磁阻电机的优化设计、转矩提升、转矩脉动抑制、机械强度、温升分布计算以及容错设计等方面的最新研究进展。分析了辅助槽与气隙等设计对转矩特性的提升;总结了中心肋与磁障等设计对机械强度的优化;解释了PMaSynRM在不同工况下的温升分布并总结了多相、绕组等设计对永磁辅助同步磁阻电机容错能力的提高。最后,考虑电机行业的发展趋势,对永磁辅助同步磁阻电机的研究发展进行展望。

摘要：针对压缩机用大功率永磁电机电枢绕组电流大,易导致绕组端部发热严重、温度高的问题,以一台压缩机用560kW永磁同步电动机为例,通过建立三维全域流固耦合传热模型,结合Mosaic网格离散,计及转子旋转,对永磁电机冷却介质紊流作用下全域流热耦合场进行数值计算,分析不同入口风速下电机冷却介质流动规律及电枢绕组热表征。开展不同电枢电流下样机定子端部绕组温度测试,并与理论分析结果进行对比,验证了永磁电机三维流固耦合传热模型的合理性和计算方法的正确性,所作研究可以为压缩机用永磁同步电动机的发热与冷却设计提供理论借鉴。

摘要：针对传统模型参考自适应系统(MRAS)对转速和负载变化敏感及鲁棒性差等问题,提出一种基于快速超螺旋滑模自适应观测器的改进型控制算法。利用快速超螺旋滑模代替传统的PI自适应环节,提高了系统鲁棒性;考虑负载转矩对系统产生的影响,将负载转矩和转速作为状态变量,选取转速实际值与观测值误差作为滑模面,设计负载转矩滑模观测器,将实时辨识的负载转矩引入到电流环,对参考转矩进行前馈补偿,提高了系统的抗负载扰动能力。以表贴式永磁同步电机为控制对象进行仿真和实验。结果表明:相比传统的模型参考自适应控制,改进型快速超螺旋滑模观测器控制具有更好的动态性能和鲁棒性。

摘要：针对定子绕组中性点侧小匝数相间短路易形成发电机的主保护死区的问题,为防止故障进一步扩大造成机组严重损坏,采用机电融合的故障诊断方法以实现对主保护死区下短路故障准确及时地检测势在必行。建立了可准确模拟短路位置的同步发电机内部故障场路耦合模型,计算了某电站300MW水轮发电机中性点侧小匝数相间短路时的故障电流和气隙磁场,并结合麦克斯韦应力法计算了齿部动态电磁力的分布情况,找到了定子齿部电磁力的集中位置,揭示了动态电磁力随时间的变化情况和空间的分布规律。该文为水轮发电机铁心结构的优化设计和多源故障信息融合的故障诊断方法提供理论依据。

摘要：针对煤炭矿山领域特定的工况,以及位置传感器会降低系统可靠性、增加成本等问题,将滑模观测器(SMO)引入无刷直流电机(BLDCM)无传感器控制系统中。针对滑模控制的抖振问题,引入一种新型的滑模趋近律,构建新型SMO,通过数学公式推导分析其在抖振抑制和快速响应等方面的优势,并基于此设计一套BLDCM的双闭环控制系统。最后,通过仿真和试验验证所提基于滑模控制器的BLDCM控制系统的性能。结果证明,基于新型SMO的BLDCM无传感器控制系统运行性能良好,能够完成BLDCM状态量采集、位置判断等功能。

摘要：本文结合可变速抽水蓄能发电电动机的指标与运行特点,在研究其设计流程和设计要点的基础上,以一台10MW交流励磁发电电动机为例,基于粒子群优化算法,以电机的效率、成本为优化设计目标。在保证热负荷满足通风要求的情况下,对定子每极每相槽数、定子槽宽、转子槽宽进行了寻优设计,实现了材料成本降低、效率提高的设计目标,形成了交流励磁发电电动机的电磁设计方案。通过对该电机电磁方案的空载特性分析,提出了对空载线电压波形畸变率过高问题的优化设计方案,建立了基于试验设计和曲线拟合以定、转子槽口宽度和单边气隙长度为优化变量的线电压基波幅值和波形畸变率的拟合公式,在其基础上通过三维粒子群优化,获得了进一步优化的发电电动机电磁优化设计方案。