定子绕组匝间短路对可变速抽水蓄能电机电磁激振力的影响 被引量：1

1

作者 许国瑞 刘凯文 +1 位作者 卢伟甫 孙晓霞 《水电能源科学》 北大核心 2024年第12期185-189,共5页

针对定子匝间短路故障对可变速抽水蓄能电机电磁激振力的影响,首先推导了考虑分数比绕组结构的可变速抽水蓄能电机定子绕组匝间短路故障时的气隙磁密和电磁激振力的解析公式;然后建立了电机发生定子匝间短路故障前后的时步有限元模型,... 针对定子匝间短路故障对可变速抽水蓄能电机电磁激振力的影响,首先推导了考虑分数比绕组结构的可变速抽水蓄能电机定子绕组匝间短路故障时的气隙磁密和电磁激振力的解析公式;然后建立了电机发生定子匝间短路故障前后的时步有限元模型,并对不同短路程度下的电磁激振力进行了求解计算,通过离散傅里叶分解的方法提取了电机的电磁激振力在时空阶次上的分布特征,理论推导和仿真结果基本吻合,最后通过四象限变频器驱动陪试异步电机拖动30 kW可变速抽蓄样机进行试验验证。结果表明,可变速抽水蓄能电机发生定子匝间短路故障后,其电磁激振力会产生(0±x)阶/0倍频、(14±x)阶/2倍频阶次(x=1,2,…)的短路特征时空间谐波,并与短路程度呈正相关。 展开更多

关键词 可变速抽水蓄能电机 定子匝间短路 电磁激振力 短路试验 有限元

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分数极路比绕组形式对可变速抽蓄电机电磁激振力的影响

2

作者 卢伟甫 徐书扬 +3 位作者 桂中华 倪晋兵 许国瑞 赵海森 《水电能源科学》 北大核心 2024年第3期171-175,141,共6页

可变速抽蓄电机定子分数极路比绕组可以解决机组转速、容量、出口电压不匹配问题,但不同的绕组排布也会导致各支路的磁动势不对称,从而影响电机的电磁激振力。为了研究分数极路比绕组形式对可变速抽蓄电机电磁激振力的影响,推导了适用... 可变速抽蓄电机定子分数极路比绕组可以解决机组转速、容量、出口电压不匹配问题,但不同的绕组排布也会导致各支路的磁动势不对称,从而影响电机的电磁激振力。为了研究分数极路比绕组形式对可变速抽蓄电机电磁激振力的影响,推导了适用于不同分数极路比绕组形式的可变速抽蓄电机定子磁动势和电磁激振力的解析计算公式,以336 MW的可变速抽蓄电机为例,综合考虑磁动势不对称度、磁动势幅值、相位偏差和短距系数,获得不同分数极路比绕组形式对磁动势和电磁激振力的影响规律,进而建立了基于有限元的可变速抽蓄电机电磁激振力模型,计算了不同分数极路比绕组形式下可变速抽蓄电机电磁激振力,并进一步研究了支路环流对电磁激振力的影响。结果表明,合理的分数极路比绕组排布能有效削弱电磁激振力,且采用节距为14-15-16的不等节距分数极路比绕组方案能最小化环流的影响。研究结果可为可变速抽蓄电机的国产化研制提供技术支持。 展开更多

关键词 可变速抽蓄电机 分数极路比绕组 磁动势 电磁激振力 支路环流 解析模型 有限元

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机械设备用感应电机电磁力动态特性计算与研究 被引量：1

3

作者 赖啸 刘勇 罗文果 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第9期325-330,共6页

机械设备用感应电机的动态性能是不可忽略的设计要求。为抑制电机动态电磁振动和噪声水平,展开了对电机电磁力动态特性分析及相应削弱措施的研究。首先利用经典气隙谐波磁场理论,确定磁场中的谐波磁势和谐波磁导来源,由此再通过张量法... 机械设备用感应电机的动态性能是不可忽略的设计要求。为抑制电机动态电磁振动和噪声水平,展开了对电机电磁力动态特性分析及相应削弱措施的研究。首先利用经典气隙谐波磁场理论,确定磁场中的谐波磁势和谐波磁导来源,由此再通过张量法计算电机径向电磁力,并对比主要谐波分量的幅值、极对数和频率特征。然后采用有限元仿真和傅里叶分解法,确定电磁力时空行波的基本特征,推断主要力波的谐波磁场产生来源。结果表明谐波径向力绝对幅值的变化很难影响其占基波的相对比值。最后建立磁性槽楔理想模型对比仿真,谐波电磁力的削弱程度与槽楔磁导率正相关,样机振动测试试验间接验证了磁性槽楔的优越性,为电机动态特性研究及优化设计提供理论依据。 展开更多

关键词 动态特性 谐波磁场理论 电磁激振力 有限元仿真

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永磁直线同步电机Halbach阵列电磁激振力建模 被引量：1

4

作者 许金 杨归 +1 位作者 李明珂 张逸超 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2023年第5期46-51,共6页

为实现永磁同步直线电机Halbach阵列电磁激振力的精确计算,首先建立了考虑边端效应的伪周期电磁场子域解析模型,对永磁阵列电磁特性进行精确刻画;然后,基于永磁体磁能分布原理修正相互作用磁能表征式,继而推导出基于局部虚功位移法永磁... 为实现永磁同步直线电机Halbach阵列电磁激振力的精确计算,首先建立了考虑边端效应的伪周期电磁场子域解析模型,对永磁阵列电磁特性进行精确刻画;然后,基于永磁体磁能分布原理修正相互作用磁能表征式,继而推导出基于局部虚功位移法永磁体电磁激振力计算公式;最后,通过有限元验证了永磁阵列电磁场模型,并通过堵驻推力试验间接验证了电磁激振力计算的精确性。 展开更多

关键词 Halbach永磁直线同步电机 电磁场 电磁激振力 堵驻推力试验

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表贴式永磁同步电机电磁激振力波计算与定子振动特性分析 被引量：39

5

作者 邢泽智 王秀和 +1 位作者 赵文良 马冠群 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第14期5004-5013,共10页

为克服解析法和有限元法在电磁力波计算中的缺点,提出一种电磁力波的快速准确计算方法。利用有限元软件中静磁场求解器对电机的有、无齿槽结构模型进行2次有限元仿真,快速准确地得到永磁体磁动势和气隙磁导,进而求得特定阶次、特定频率... 为克服解析法和有限元法在电磁力波计算中的缺点,提出一种电磁力波的快速准确计算方法。利用有限元软件中静磁场求解器对电机的有、无齿槽结构模型进行2次有限元仿真,快速准确地得到永磁体磁动势和气隙磁导,进而求得特定阶次、特定频率下各电磁力波幅值。此外,考虑定子齿刚度的影响,对多个定子铁心的固有频率进行计算,总结定子铁心等效圆环的快速等效公式。以6极36槽调速永磁同步电机为例,采用定子铁心等效圆环对其固有频率进行解析计算,并用有限元法和锤击法验证计算结果的准确性。基于此,将电磁激振力波施加到定子铁心等效圆环内表面,得到电磁力波作用下的定子原型和各阶模态的定子加速度频谱,对其叠加准确得到了电机的振动响应。 展开更多

关键词 永磁同步电机 电磁激振力波 固有频率 定子振动特性 有限元法 解析法

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低噪声屏蔽电机定子屏蔽套激振力和受迫振动分析 被引量：7

6

作者 于雅莉 张国胜 吴迪 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第A01期160-168,共9页

三相屏蔽电机是屏蔽电泵专属特种电机,该电机的性能优劣对系统振动噪声有很大影响。屏蔽电机气隙内的旋转磁场在定子屏蔽套中感应出涡流,除产生屏蔽套涡流损耗外,该涡流还将与气隙合成磁场相互作用形成径向和切向高频电磁激振力。考虑... 三相屏蔽电机是屏蔽电泵专属特种电机,该电机的性能优劣对系统振动噪声有很大影响。屏蔽电机气隙内的旋转磁场在定子屏蔽套中感应出涡流,除产生屏蔽套涡流损耗外,该涡流还将与气隙合成磁场相互作用形成径向和切向高频电磁激振力。考虑到定子屏蔽套是薄壁件,与定子齿冠间存在一定的安装间隙,所以在电磁激振力下定子屏蔽套将产生电磁振动和噪声。首先从解析的角度推导得到了径向和切向电磁激振力的数学表达式,进而采用有限元法计算定子屏蔽套典型位置点磁通密度时间谐波和圆周方向上磁通密度空间谐波分布规律及谐波含量,得到了不同屏蔽套材质时的涡流电流密度分布。计算了定子屏蔽套采用哈氏合金时的电磁激振力变化曲线,并与解析计算结果进行了横向对比,验证了解析计算的正确性。最后,计算分析定子屏蔽套的工作模态和在电磁激振力作用下的机械形变,为后续屏蔽电机的减振降噪提供理论依据。 展开更多

关键词 屏蔽电泵 屏蔽电机 涡流电流密度 电磁激振力

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风电叶片疲劳加载试验电磁激振特性研究 被引量：2

7

作者 张倩倩 黄雪梅 +3 位作者 张磊安 于良峰 王景华 隋文涛 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期1-5,共5页

提出一种基于电磁力驱动的风电叶片疲劳加载新方法。为进一步得到电磁机构参数对激振力特性的影响规律,首先,以螺线管式电磁铁为加载装置,采用解析法构建电磁疲劳加载系统数学模型;其次,设计多阶段电磁激振力并通过能量守恒定律得到电... 提出一种基于电磁力驱动的风电叶片疲劳加载新方法。为进一步得到电磁机构参数对激振力特性的影响规律,首先,以螺线管式电磁铁为加载装置,采用解析法构建电磁疲劳加载系统数学模型;其次,设计多阶段电磁激振力并通过能量守恒定律得到电磁力与叶片振幅和频率的关系;最后,利用ANSYS Maxwell软件建立磁场仿真模型,验证电磁激振力设计的合理性,并分析电磁铁结构参数对加载力及速度的影响,得出在给定的叶片规格下满足测试要求的电磁机构的线圈匝数、形状参数、铁心长度、铁心外径的优选范围,可为后续电磁式疲劳加载试验台的开发奠定理论基础。 展开更多

关键词 风电机组 风电叶片 数学模型 动态分析 电磁激振力 仿真模型

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船舶用表贴式永磁同步电机的电磁振动分析与抑制 被引量：27

8

作者 陈少先 丁树业 +2 位作者 申淑锋 戴瑶 杨智 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第5期1275-1286,1298,共13页

船舶用永磁同步电机的电磁振动水平直接影响船舶的综合性能。该文针对一台50kW船舶用表贴式永磁同步电机,首先基于理论推导详细分析了该电机产生的电磁激振力来源及谐波特征,并利用有限元法进行了验证;其次,分别采用解析法和有限元法求... 船舶用永磁同步电机的电磁振动水平直接影响船舶的综合性能。该文针对一台50kW船舶用表贴式永磁同步电机,首先基于理论推导详细分析了该电机产生的电磁激振力来源及谐波特征,并利用有限元法进行了验证;其次,分别采用解析法和有限元法求解定子固有频率,并结合电磁激振力的频率特征,验证电机设计的合理性;然后,建立电机的磁-固耦合模型,对其振动响应进行有限元计算,得到监测点的振动频响特性及特征频率;最后,在保持原电机输出平均转矩的前提下,提出一种混合磁极转子结构来削弱低阶电磁激振力谐波分量进而抑制电磁振动。结果表明,优化后的电机在保持良好转矩性能的同时,电磁振动得到了有效抑制,并通过样机实验验证了仿真结果的有效性。 展开更多

关键词 表贴式永磁电机 电磁激振力 电磁振动 混合磁极 有限元法

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电动汽车用V型磁钢转子永磁电机的电磁振动噪声削弱方法研究 被引量：103

9

作者 王晓远 贺晓钰 高鹏 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第16期4919-4926,共8页

电动汽车用永磁同步电机的电磁振动噪声水平直接影响着电动汽车的NVH性能。基于理论分析与Ansys多物理场有限元分析平台,研究一台电动汽车驱动用永磁同步电机的电磁噪声特性,并进行优化分析。电机的电磁噪声主要来源于电机定子齿部的电... 电动汽车用永磁同步电机的电磁振动噪声水平直接影响着电动汽车的NVH性能。基于理论分析与Ansys多物理场有限元分析平台,研究一台电动汽车驱动用永磁同步电机的电磁噪声特性,并进行优化分析。电机的电磁噪声主要来源于电机定子齿部的电磁激振力,不同转子结构会对磁场产生不同的影响,通过优化转子隔磁桥结构进而改变电机定子齿部的电磁激振力,降低电机的振动噪声。分别建立优化前后电机的电磁场有限元模型,仿真得出作用于电机定子齿部的电磁激振力;建立优化前后电机结构3D有限元模型,计算电机结构的径向模态频率;通过对电机定子结构的振动响应进行有限元仿真,得到电机定子结构的振动响应频谱。最后,通过ANSYSAcoustics有限元仿真分析得到电机电磁噪声特性。通过对比优化前后的结果可知,优化后的电机在保证电磁性能的前提下有效降低了电机的振动噪声,并通过实验验证了仿真结果的有效性。 展开更多

关键词 永磁同步电机 电磁激振力 振动噪声 模态分析 有限元法

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电动伺服振动教学实验平台开发与实践 被引量：4

10

作者 李春宝 程旭东 +2 位作者 俞然刚 李静 吴江龙 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2021年第1期122-126,共5页

针对结构振动理论课程内容的复杂性、抽象性和枯燥性等特点,利用机械设计、振动力学及计算机等技术开发了一种用于模拟结构振动的电动伺服教学实验平台,平台主要由振动平台机架、伺服控制单元、动作执行单元、振动平台、激振系统、高清... 针对结构振动理论课程内容的复杂性、抽象性和枯燥性等特点,利用机械设计、振动力学及计算机等技术开发了一种用于模拟结构振动的电动伺服教学实验平台,平台主要由振动平台机架、伺服控制单元、动作执行单元、振动平台、激振系统、高清图像快速采集系统、数据采集处理及模态分析系统组成。可对不同类型结构的振型进行教学演示,测试结构的动力特性、地震波响应及进行模态分析。平台可直观捕捉到结构振动的全过程,有助于学生加强对振动形态的感官认识,加深对结构振动理论知识的理解。 展开更多

关键词 电动伺服 结构振动 电磁激力 实验平台

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变频器供电对永磁电机振动噪声源的影响研究 被引量：104

11

作者 唐任远 宋志环 +2 位作者 于慎波 郝雪莉 王巍 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第3期12-17,共6页

为了研究变频器供电时永磁电机振动噪声源的特征频率,采用有限元法计算变频器供电时永磁电机的气隙磁场并进行频谱分析,通过与实测气隙磁场的对比分析总结出变频器供电时气隙磁场的主要谐波频率表达式。根据麦克斯韦定律计算出作用在电... 为了研究变频器供电时永磁电机振动噪声源的特征频率,采用有限元法计算变频器供电时永磁电机的气隙磁场并进行频谱分析,通过与实测气隙磁场的对比分析总结出变频器供电时气隙磁场的主要谐波频率表达式。根据麦克斯韦定律计算出作用在电机定子表面的电磁激振力,并加载到定子表面用来计算变频器供电时永磁电机的三维声场。对计算出的噪声声压级进行频谱分析,推导出变频器供电时气隙磁场谐波频率与电机振动噪声频率的对应关系表达式并进行实验进行验证。实验结果表明利用所得到的解析表达式可以预估出永磁电机在变频器供电条件下的主要振动噪声峰值频率。 展开更多

关键词 永磁电机 开关频率 电磁激振力 振动噪声 频谱分析

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电源含低次谐波时感应电机振动特性及降振措施研究

12

作者 周子涵 王山 +2 位作者 李朝眩 王梓旭 赵海森 《华北电力大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第6期52-58,共7页

感应电机因其可靠性高、易维护的优点成为工业领域风机、压缩机及泵类负荷的主要驱动设备,随着变频器与非线性负载的大量应用,导致供电电源包含明显低次谐波进而显著影响电机低频段振动特性。受设备安装空间与滤波成本的限制,增设滤波... 感应电机因其可靠性高、易维护的优点成为工业领域风机、压缩机及泵类负荷的主要驱动设备,随着变频器与非线性负载的大量应用,导致供电电源包含明显低次谐波进而显著影响电机低频段振动特性。受设备安装空间与滤波成本的限制,增设滤波装置消除电源侧低次谐波的难度颇大。为了削弱上述不利影响,从理论角度分析了电源含低次谐波对径向电磁力的影响,并以一台32 kW感应电机为例,设计了一种低谐波绕组方案用于削弱低次谐波对电机低频段振动的影响,进一步利用时步有限元法对比分析了采用普通绕组与低谐波绕组方案时电机的径向磁密和径向电磁力特点,结果表明文中低谐波绕组方案能够有效降低气隙磁密低次谐波分量及低阶次径向电磁力幅值。通过现场实验验证了低谐波绕组方案能够有效抑制低频段振动。 展开更多

关键词 感应电机 气隙磁密 电磁激振力 低谐波绕组 振动

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