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基于径向气隙磁密和定子电流的永磁同步电机均匀退磁故障诊断研究
1
作者 丁石川 何旺 +1 位作者 杭俊 汤德伟 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期332-340,I0027,共10页
该文提出一种基于径向气隙磁密和定子电流的永磁同步电机均匀退磁故障诊断方法。首先,建立电机的d轴等效磁路模型,分析均匀退磁故障后径向气隙磁密的变化规律;然后,获取电机的径向气隙磁密和定子电流信号,对各极下径向气隙磁密幅值进行... 该文提出一种基于径向气隙磁密和定子电流的永磁同步电机均匀退磁故障诊断方法。首先,建立电机的d轴等效磁路模型,分析均匀退磁故障后径向气隙磁密的变化规律;然后,获取电机的径向气隙磁密和定子电流信号,对各极下径向气隙磁密幅值进行归一化处理,并绘制雷达图,根据雷达图和比较相同定子电流幅值下健康电机和故障电机的各极下径向气隙磁密幅值的平均值,来诊断均匀退磁故障;利用空载各极下径向气隙磁密幅值的平均值计算故障程度。最后,仿真和实验结果均验证所提均匀退磁故障诊断方法的有效性。 展开更多
关键词 均匀退故障 同步电机 径向气隙磁密 定子电流 d轴等效
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异步机定子磁势磁密关系研究
2
作者 程小华 《防爆电机》 2024年第2期1-3,共3页
提出了磁势导密法,并据此论证了基波磁势能够同时产生基波磁密和谐波磁密;谐波磁势可能同时产生谐波磁密和基波磁密。
关键词 异步机 定子 磁密 导率
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分块充磁永磁体对磁齿轮磁密及涡流损耗影响
3
作者 魏立军 王晋中 +2 位作者 鲁仰辉 吴先峰 罗帅 《机械传动》 北大核心 2024年第1期94-98,共5页
在大功率大变速比磁齿轮中,整体充磁式大块永磁体空心化问题是提升永磁齿轮性能的主要障碍之一。分块充磁工艺能够有效解决这一问题,明显提升大块永磁体性能。通过构建3D模型,对采用分块充磁技术的永磁体的永磁齿轮完成了磁热仿真分析... 在大功率大变速比磁齿轮中,整体充磁式大块永磁体空心化问题是提升永磁齿轮性能的主要障碍之一。分块充磁工艺能够有效解决这一问题,明显提升大块永磁体性能。通过构建3D模型,对采用分块充磁技术的永磁体的永磁齿轮完成了磁热仿真分析。结果表明,分块充磁技术能够有效抑制大尺寸永磁体的磁场空心化,显著提高其剩磁,改善永磁齿轮的磁密,进而提升永磁齿轮的最大输出转矩;分块充磁永磁体块间绝缘能够有效缩减永磁体圆周弧长和轴向长度与永磁体磁场透入深度的差距,大大降低永磁体的涡流损耗。 展开更多
关键词 分块充 磁密分布 涡流损耗 场调制
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基于强度和磁密的永磁电机转子结构优化
4
作者 黄漪帅 梁志宏 +2 位作者 李飞 王海波 苏森 《微电机》 2024年第2期13-17,49,共6页
永磁电机转子作为储能飞轮的核心部件,需要具有较高的磁性能同时要满足材料结构强度要求。本文针对此问题,采用了综合评分法来衡量电机转子的电磁特性和力学特性。通过五因素四水平16项组合的优化方案,调整电机转子铁心结构参数,求出了... 永磁电机转子作为储能飞轮的核心部件,需要具有较高的磁性能同时要满足材料结构强度要求。本文针对此问题,采用了综合评分法来衡量电机转子的电磁特性和力学特性。通过五因素四水平16项组合的优化方案,调整电机转子铁心结构参数,求出了因素主次顺序和最优组合。试验结果表明,在电机气隙磁密的基波幅值不变的情况下,转子最大应力值由原来的407.8 MPa,降低到了325.9 MPa,安全系数达到了1.227倍,满足了电机转子强度的设计要求。本研究提出了一种基于强度和气隙磁密的永磁电机转子结构优化方法,通过综合评分法实现了电机转子的气隙磁密的基波幅值与最大应力的综合指标的最优化。该方法可以解决大功率储能飞轮高速电机转子结构强度问题,提供了理论方法解决方案。 展开更多
关键词 电机转子 结构优化 优化试验 气隙磁密 最大应力
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气隙磁密3次谐波对电机振动噪声的影响
5
作者 乔鸣忠 卢希浩 张弛 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期92-98,共7页
针对电机的电磁振动噪声问题,发现了提高电机气隙磁密的正弦性不一定能够降低电机的振动噪声。鉴于此,分析了引起电机振动和噪声的主要力波阶次和频率,并探究了气隙磁密3次谐波与电机振动噪声的具体函数关系。为了分析引起电机振动和噪... 针对电机的电磁振动噪声问题,发现了提高电机气隙磁密的正弦性不一定能够降低电机的振动噪声。鉴于此,分析了引起电机振动和噪声的主要力波阶次和频率,并探究了气隙磁密3次谐波与电机振动噪声的具体函数关系。为了分析引起电机振动和噪声的主要力波阶次和频率,在利用解析法的基础上排出力波表,确定了主要噪声源。为了探究气隙磁密3次谐波对电机振动噪声的影响,建立了气隙磁密及径向力波的数学模型,并通过遗传算法求解了电机气隙磁密3次谐波的最佳幅值。分析结果显示,提高气隙磁密正弦性不一定能够降低电机振动噪声,气隙磁密3次谐波在一定范围内存在最优值使得电机振动噪声最小。分析结果为低噪声电机的设计提供了参考依据。 展开更多
关键词 气隙磁密谐波 同步电机 遗传算法 振动噪声
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考虑边界磁密分级的节能型卷铁芯损耗计算方法
6
作者 张陈擎宇 周利军 +2 位作者 李沃阳 高仕斌 王东阳 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期3927-3935,共9页
铁芯损耗计算是节能型变压器优化设计阶段重点关注的内容。现有的分析方法往往只考虑了铁芯内涡流本身的去磁效应,而未顾及各个层级边界磁通密度分级的情况。对于大型卷铁芯,这种差异带来的电磁计算误差不可忽略。因此,需要增加对各级... 铁芯损耗计算是节能型变压器优化设计阶段重点关注的内容。现有的分析方法往往只考虑了铁芯内涡流本身的去磁效应,而未顾及各个层级边界磁通密度分级的情况。对于大型卷铁芯,这种差异带来的电磁计算误差不可忽略。因此,需要增加对各级硅钢片边界磁通密度不均匀分布性质的讨论,以更好地服务于损耗计算。考虑了硅钢片晶粒取向、绝缘涂层的导磁性能,严格按照卷铁芯卷片分级构建了磁路网络,通过合理的近似方案得到了不同层级边界磁通密度的解析表达式,结合卷片数各异的有限元分析明确了截面边界磁通密度非均匀分布的演变规律,以此为标准,验证了所提分级磁路模型的有效性。最后,将磁路模型引入到实际节能型自耦变压器铁芯损耗的计算,对经典公式包含的磁通密度参数进行修正,并与空载损耗的测量值进行了对比,结果表明,参数优化后的损耗公式具有更高的计算精度,平均误差低于5%。 展开更多
关键词 节能型卷铁芯 分级路建模 磁密非均匀分布 有限元分析 铁芯损耗计算
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开关磁阻电机磁密及铁耗分析 被引量:1
7
作者 高旭东 王希凤 +1 位作者 曹珊珊 张嘉航 《黑龙江工程学院学报》 CAS 2017年第4期27-32,共6页
以1台三相、12/8极、3kW开关磁阻电机(SRM)为样机,在电机电磁场基础理论及条件假设的基础上,建立场-路耦合的电机电磁场计算模型,利用时步有限元法对电机工作在额定负载工况下的运行情况进行仿真和数值求解,进一步分析电机气隙磁密的分... 以1台三相、12/8极、3kW开关磁阻电机(SRM)为样机,在电机电磁场基础理论及条件假设的基础上,建立场-路耦合的电机电磁场计算模型,利用时步有限元法对电机工作在额定负载工况下的运行情况进行仿真和数值求解,进一步分析电机气隙磁密的分布情况和谐波含量,并对电机定、转子铁心磁密进行研究。在此基础上,通过将电机铁心分段,分析额定负载状态下电机不同铁心段的铁心损耗,并得出一些有益的结论。 展开更多
关键词 开关阻电机 时步有限元法 气隙磁密 铁心磁密 铁心损耗
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永磁同步电机气隙磁密影响因素的分析 被引量:28
8
作者 赵朝会 李遂亮 +1 位作者 王新威 王永田 《河南农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第3期338-344,共7页
利用有限元计算研究了影响永磁同步电机气隙磁密的主要因素,讨论了IPM同步电机和SPM同步电机在聚磁方面的差异。研究表明,IPM同步电机气隙密随气隙的变化大于SPM同步电机;在IPM同步电机中建议采用非导磁性材料作转轴,而在SPM同步电机中... 利用有限元计算研究了影响永磁同步电机气隙磁密的主要因素,讨论了IPM同步电机和SPM同步电机在聚磁方面的差异。研究表明,IPM同步电机气隙密随气隙的变化大于SPM同步电机;在IPM同步电机中建议采用非导磁性材料作转轴,而在SPM同步电机中,宜用导磁性材料作转轴;IPM同步电机中应选取较小的极弧系数,而在SPM同步电机应选取较大的极弧系数;在IPM同步电机中,磁钢厚度的变化对气隙磁密的影响和极弧系数对气隙磁密的影响相同,在SPM同步电机中,随磁钢度厚的增加气隙磁密逐渐增大,增大到一定值时基本保持不变,但每极磁通却随极对数的增加而减小;在IPM同步电机中,当极对数为4时,气隙磁密超过了永磁体的剩磁感应强度,具有聚磁作用;在SPM同步电机中,极对数为3时气隙磁密达到最大值,但它仍小于永磁体的剩磁感应强度,说明它不具有聚磁作用. 展开更多
关键词 同步电机 气隙磁密 影响因素 有限元分析
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高频高磁密时叠置硅钢片的铁芯损耗计算式改进 被引量:19
9
作者 李劲松 杨庆新 +1 位作者 李永建 张长庚 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期994-1002,共9页
已有的铁芯损耗计算式并未考虑高频高磁密时频率和磁密对损耗系数的影响。为解决该问题,提出了一种改进的铁芯损耗计算式。基于几种典型硅钢片的出厂原始数据,以及通过构建的新型3维磁特性测试系统实验所得的宽频铁耗数据,采用改进计算... 已有的铁芯损耗计算式并未考虑高频高磁密时频率和磁密对损耗系数的影响。为解决该问题,提出了一种改进的铁芯损耗计算式。基于几种典型硅钢片的出厂原始数据,以及通过构建的新型3维磁特性测试系统实验所得的宽频铁耗数据,采用改进计算式研究了涡流集肤效应和动态磁滞回线对损耗系数的影响。在此基础上绘制出新的铁芯损耗曲线,并与实测数据进行了比较。结果表明:采用该计算式所得铁耗与实测数据具有很好的一致性,该方法能显著提高计算精度,使最大误差由35%降低到10%以下;同时验证了在高频高磁密时,损耗系数应当随着频率和磁密的变化而变化。 展开更多
关键词 叠置硅钢片 铁芯损耗 滞损耗 涡流损耗 异常损耗 3维特性测试系统 高频高磁密
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永磁同步电动机气隙磁密优化方法研究 被引量:13
10
作者 黄晟 任智杰 +1 位作者 黄科元 廖武 《微电机》 北大核心 2009年第10期26-28,39,共4页
对表贴式永磁同步电动机的空载气隙磁密波形进行了分析,从而提出采用若干块永磁体代替通常的单块永磁体作为一个主磁极的方法来改善气隙磁密波形;导出了削弱气隙磁密空间谐波的数学模型,依据该数学模型建立了永磁同步电动机的有限元仿... 对表贴式永磁同步电动机的空载气隙磁密波形进行了分析,从而提出采用若干块永磁体代替通常的单块永磁体作为一个主磁极的方法来改善气隙磁密波形;导出了削弱气隙磁密空间谐波的数学模型,依据该数学模型建立了永磁同步电动机的有限元仿真模型。有限元计算结果表明,该方法可以很好地改善气隙磁密波形,减少气隙磁密空间谐波的含量。 展开更多
关键词 同步电动机 气隙磁密 谐波 有限元分析
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永磁同步电动机空载气隙永磁磁密波形优化 被引量:19
11
作者 徐衍亮 许家群 唐任远 《微特电机》 北大核心 2002年第6期5-6,25,共3页
对内置式磁体结构永磁同步电动机的空载气隙永磁磁密波形进行了分析研究,提出采用不均匀气隙方法改善其波形分布,并采用模拟退火算法进行优化设计。电磁场的数值计算及实测结果表明,通过优化偏心设计,永磁同步电动机的空载气隙磁密波形... 对内置式磁体结构永磁同步电动机的空载气隙永磁磁密波形进行了分析研究,提出采用不均匀气隙方法改善其波形分布,并采用模拟退火算法进行优化设计。电磁场的数值计算及实测结果表明,通过优化偏心设计,永磁同步电动机的空载气隙磁密波形得到了很好的改善。 展开更多
关键词 同步电动机 空载气隙永磁密波形 优化 内置式体结构 模拟退火算法 数值计算
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轮毂式永磁无刷直流电机空载气隙磁密波形的模拟分析 被引量:6
12
作者 车良松 潘柏松 +2 位作者 戈道川 郑立君 刘伟江 《机电工程》 CAS 2011年第3期374-376,384,共4页
针对轮毂式永磁无刷直流电机空载气隙谐波含有大量的谐波问题,采用有限元法设计轮毂式永磁无刷直流电机,对影响其性能的空载气隙磁密波形进行了数值模拟,降低了谐波损耗,提高了轮毂电机的性能。通过正交试验法改变定子齿槽宽度、气隙大... 针对轮毂式永磁无刷直流电机空载气隙谐波含有大量的谐波问题,采用有限元法设计轮毂式永磁无刷直流电机,对影响其性能的空载气隙磁密波形进行了数值模拟,降低了谐波损耗,提高了轮毂电机的性能。通过正交试验法改变定子齿槽宽度、气隙大小和磁极厚度,减少了气隙磁密谐波的含量,并通过绘制因素水平影响趋势图,分析了各个因素对于电机空载气隙磁密波形的影响。实验结果表明,9次正交试验中的最佳方案可使轮毂电机的结构参数得到优化,为电机设计提供依据。 展开更多
关键词 正交试验法 数值模拟 气隙磁密 波形畸变率
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基于气隙磁密波形优化的永磁同步电机结构 被引量:12
13
作者 吴苏敏 董立威 +2 位作者 刘洋 叶小龙 李晓宁 《电机与控制应用》 北大核心 2014年第3期12-16,共5页
为使永磁同步电机空载气隙磁密波形具有良好的正弦性,从其影响因素出发,对电机极弧系数、偏心距、气隙长度及磁极厚度进行了优化。建立了电机有限元仿真模型,对得到的气隙径向磁密波形进行谐波分析求取其正弦畸变率。利用正交试验得到... 为使永磁同步电机空载气隙磁密波形具有良好的正弦性,从其影响因素出发,对电机极弧系数、偏心距、气隙长度及磁极厚度进行了优化。建立了电机有限元仿真模型,对得到的气隙径向磁密波形进行谐波分析求取其正弦畸变率。利用正交试验得到算法所需样本空间,通过支持向量机算法求取目标函数,最后通过微粒群算法对其进行寻优,得到了一组优化后参数。仿真结果表明,优化后的电机空载气隙磁密波形得到了明显改善,验证了优化算法的可行性及准确性。 展开更多
关键词 空载气隙磁密 支持向量机 粒子群算法 结构优化
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表贴式永磁同步电机气隙磁密的计算与分析 被引量:8
14
作者 丁鸿昌 刘鲁伟 +1 位作者 吕楠 李茂源 《计算机仿真》 北大核心 2018年第4期179-183,共5页
永磁电机的气隙磁密决定了电机能量转换的能力,直接影响着电机的工作特性。针对表贴式永磁同步电机,分别应用傅里叶级数展开的计算方法和Ansoft有限元软件,对径向充磁和平行充磁的两种结构,进行了气隙磁密的分析,以及气隙磁密波形和反... 永磁电机的气隙磁密决定了电机能量转换的能力,直接影响着电机的工作特性。针对表贴式永磁同步电机,分别应用傅里叶级数展开的计算方法和Ansoft有限元软件,对径向充磁和平行充磁的两种结构,进行了气隙磁密的分析,以及气隙磁密波形和反电动势波形的仿真。通过对比分析可知,理论计算与仿真分析结果非常接近。采用的方法可以准确得出永磁电机的气隙磁密,对表贴式永磁同步电机的优化设计以及电磁特性分析等具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 同步电机 气隙磁密 仿真
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利用不均匀气隙优化自起动永磁电机的气隙磁密波形 被引量:11
15
作者 陈超 刘明基 +2 位作者 张健 陈伟华 罗应立 《电机与控制应用》 北大核心 2010年第7期1-5,49,共6页
为了减小空载气隙磁场中谐波磁场对电机性能的影响,对内置"V"型转子磁路结构自起动永磁同步电动机的转子磁极形状进行了优化。采用不均匀气隙结构,以有限元为工具并利用遗传算法对空载气隙磁密波形进行了优化,使其中的谐波含... 为了减小空载气隙磁场中谐波磁场对电机性能的影响,对内置"V"型转子磁路结构自起动永磁同步电动机的转子磁极形状进行了优化。采用不均匀气隙结构,以有限元为工具并利用遗传算法对空载气隙磁密波形进行了优化,使其中的谐波含量较小,得出了转子磁极的最优偏心距。在此基础上采用时步有限元方法,在考虑定子开槽、斜槽结构并计及饱和的情况下,对优化前后电机的电动势波形进行了分析对比,并通过试验验证了所采用的时步有限元计算程序的有效性。有限元计算结果表明,通过优化偏心的不均匀气隙设计,电机的空载气隙磁密和电动势波形得到了明显改善。 展开更多
关键词 自起动永同步电动机 不均匀气隙 气隙磁密波形 时步有限元法 空载电动势
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偏心磁极永磁电机气隙磁密解析计算方法研究 被引量:8
16
作者 赵国新 张宇 +2 位作者 葛红岩 刘勇 白保东 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第6期24-32,共9页
对于表贴式永磁电机,为了获得良好的电动势波形,降低齿槽转矩,电机往往会采用偏心型磁极来优化气隙磁密波形,使气隙磁密波形尽量正弦分布。虽然有限元法可以对气隙磁密进行计算、求解,但电机建模、有限元求解消耗时间较长,在工程应用和... 对于表贴式永磁电机,为了获得良好的电动势波形,降低齿槽转矩,电机往往会采用偏心型磁极来优化气隙磁密波形,使气隙磁密波形尽量正弦分布。虽然有限元法可以对气隙磁密进行计算、求解,但电机建模、有限元求解消耗时间较长,在工程应用和电机的初步设计中有一定的局限性。为了研究计算偏心型磁极电机气隙磁密波形,本文首先根据二维电磁场理论,建立永磁电机数学模型,采用解析计算方法分别计算了常规等厚度瓦片型磁极和偏心型磁极电机气隙磁密的分布;然后将计算结果与有限元仿真结果进行了对比,误差不超过4%,验证了计算方法的正确性。最后通过对已制成的3台样机进行实验并与计算结果进行对比,误差在5%以内,验证了该方法的广泛适用性。 展开更多
关键词 偏心 气隙磁密 解析法 等效面电流法 有限元 电机
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梯形波相电流驱动下六相感应电机气隙磁密研究 被引量:3
17
作者 艾永乐 牛联波 艾宝 《微特电机》 北大核心 2009年第6期21-23,28,共4页
针对多相电机控制模式复杂性的特点,提出一种新颖的控制方式:即六相感应电机梯形波相电流控制。该梯形波相电流由励磁电流和转矩电流组成,在该梯形波相电流驱动下六相定子绕组可以分为励磁绕组和转矩绕组,模拟直流电机实现励磁磁场和转... 针对多相电机控制模式复杂性的特点,提出一种新颖的控制方式:即六相感应电机梯形波相电流控制。该梯形波相电流由励磁电流和转矩电流组成,在该梯形波相电流驱动下六相定子绕组可以分为励磁绕组和转矩绕组,模拟直流电机实现励磁磁场和转矩的直接控制而不需要复杂的派克变换。通过理论分析计算、有限元分析和实验测量数据来研究梯形波相电流驱动下六相感应电机气隙磁密分布,并对磁势解耦参数k进行了理论分析和计算。 展开更多
关键词 六相感应电机 梯形波相电流 气隙磁密 有限元
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双转子径向永磁电机气隙磁密的分析计算 被引量:4
18
作者 曹江华 杨向宇 肖如晶 《微电机》 北大核心 2010年第8期28-30,56,共4页
双转子径向永磁电机可以大大提高转矩密度和效率。该文首先简要介绍了双转子径向永磁电机的基本结构、原理、特性及设计依据,然后采用等效磁路法对气隙磁密进行了解析,最后利用有限元法对所设计电机进行了静态磁场的分析和气隙磁密计算... 双转子径向永磁电机可以大大提高转矩密度和效率。该文首先简要介绍了双转子径向永磁电机的基本结构、原理、特性及设计依据,然后采用等效磁路法对气隙磁密进行了解析,最后利用有限元法对所设计电机进行了静态磁场的分析和气隙磁密计算值的验证。结果表明,双转子径向永磁电机在磁场上可看作由共用定子铁心的两个传统内、外转子永磁电机并联而成,气隙磁密的解析值和有限元计算值也吻合得较好,证明了分析和设计的可行性。 展开更多
关键词 双转子径向永电机 气隙磁密计算 静态 有限元分析
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Halbach永磁直流电动机气隙磁密分析 被引量:3
19
作者 朱岩 张一鸣 陈继忠 《微电机》 北大核心 2007年第7期21-23,共3页
首先通过Halbach永磁直流电动机的物理模型推导出气隙磁密的解析解,进而分析磁场的分布特点;然后利用有限元方法求解Halbach永磁直流电动机气隙磁密的数值解,并将两种方法的计算结果进行比较对照,分析了磁通密度随磁体厚度、极对数、每... 首先通过Halbach永磁直流电动机的物理模型推导出气隙磁密的解析解,进而分析磁场的分布特点;然后利用有限元方法求解Halbach永磁直流电动机气隙磁密的数值解,并将两种方法的计算结果进行比较对照,分析了磁通密度随磁体厚度、极对数、每极磁体阵列数的变化规律以及3维情况下沿轴向的衰减情况。 展开更多
关键词 HALBACH 气隙磁密 直流电动机 有限元分析
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电压不平衡时异步电机内部磁密与电密分布特点及其对损耗影响 被引量:2
20
作者 张元星 赵海森 +1 位作者 刘晓芳 王翔宇 《电机与控制应用》 北大核心 2014年第3期6-11,共6页
异步电机在三相电压不平衡条件下运行,会导致损耗增加、运行效率降低。为研究该状态下电机系统节能新途径及不平衡抑制措施,以一台5.5 kW笼型异步电机为例,利用时步有限元法计算并分析了典型不平衡条件下定、转子铁心及转子导条不同位... 异步电机在三相电压不平衡条件下运行,会导致损耗增加、运行效率降低。为研究该状态下电机系统节能新途径及不平衡抑制措施,以一台5.5 kW笼型异步电机为例,利用时步有限元法计算并分析了典型不平衡条件下定、转子铁心及转子导条不同位置磁密及电流密度随时间变化特点及其对损耗的影响。结果表明:电压不平衡时,定子绕组中较大的负序电流导致定子铜耗增加;转子导条中出现明显的偶次谐波电流,使得转子铜耗显著增加;电压不平衡度允许范围内,定、转子铁耗变化不大;与试验结果对比验证了分析结果的正确性。 展开更多
关键词 电压不平衡 异步电机 磁密与电 时步有限元 损耗
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