国家高技术研究发展计划(2009AA05Z207)
- 作品数：8 被引量：73H指数：4
- 相关作者：赵海森刘晓芳罗应立牟树贞杨亚秋更多>>
- 相关机构：华北电力大学上海电器科学研究所(集团)有限公司河北电机股份有限公司更多>>
- 发文基金：国家高技术研究发展计划国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金更多>>
- 相关领域：电气工程更多>>
- 供电电压不平衡时系统中周期性负荷能耗和温升的试验研究被引量：2
- 2012年
- 为了研究供电电压不平衡对系统中周期性负荷能耗及温升的影响,设计了相应试验研究方案,将带不同类型负载的异步电机相互组合实现模拟系统中的周期性负荷,并系统研究了供电电压不平衡情况对此类负荷能耗及温升的影响。研究结果表明:供电电压不平衡引起电机最大输出功率降低的同时还会导致能耗增加,在电压不平衡度为2%和4%时,电机带载能力分别降低17%和29%;当带80%额定负荷时,2种不平衡度下的能耗分别增加1.6%和3.5%;此外,通过对电压不平衡对电机温升影响的研究,发现当不平衡度为4%、电机带额定负荷运行时,其温升比正常运行时高约100℃,这将导致电机使用寿命降低约50%。
- 牟树贞赵海森刘芹
- 关键词：电压不平衡异步电机能耗温升
- 中小型电机定子侧结构件对损耗影响的时步有限元分析及降耗措施被引量：3
- 2011年
- 为研究定子侧扣片槽、扣片、压圈以及机座4种结构件对电机损耗的影响,建立了计及上述结构件的交流电机时步有限元完整计算模型,并针对铸铝机座模型,利用稳态有限元与截断法确定其人工外边界。利用所建立模型系统研究了以下内容:1)扣片槽对不同极数电机损耗的影响程度;2)不同电阻率材料的扣片和压圈对电机损耗的影响;3)铸铁、铸铝及铸钢机座对电机损耗的影响。进一步针对定子侧结构件提出了相应降耗措施,并以一台Y132S-4、5.5 kW异步电机为例,对比计算其采取降耗措施后的损耗变化情况,结果显示,采用降耗措施后空载损耗降低约16 W,约占额定输出功率的0.3%。研究成果可为超高效电机研制过程中如何降低定子侧结构件中的损耗提供理论与技术支持。
- 赵海森罗应立刘晓芳杨秀军陈伟华
- 关键词：交流电机损耗时步有限元
- 基于时步有限元分析的超高效电机定子槽形优化设计被引量：40
- 2011年
- 在我国,中小型电机的定子槽形通常为梨形槽,且不同机座号的槽形尺寸已沿用了数十年。为研究有利于降低电机损耗的定子槽形尺寸,建立了基于时步有限元法的损耗计算模型,以一台5.5 kW异步电机为例,分析了槽口宽度、槽口高度、槽肩角、槽宽、槽高及槽半径等6个槽形尺寸对损耗的影响程度。结果表明,槽口宽度、槽宽和槽底半径对损耗影响较大。在槽满率基本不变,且确保电机原有起动性能的前提下,提出了基于时步有限元法的定子槽形优化设计方法,利用该方法对上述5.5 kW电机定子槽进行改进设计。经改进后,电机空载损耗降低了约7%,满载损耗降低了约2%。
- 赵海森刘晓芳杨亚秋罗应立陈伟华
- 关键词：优化设计时步有限元
- 笼型异步电机在发电和电动工况下的损耗和无功特性研究被引量：4
- 2012年
- 在某些工业生产场合,笼型异步电机通常连续运行在电动和发电相互转换的工况,为了研究在此类复杂工况下电机损耗和无功特性,以一台5.5 kW异步电机为例,设计了能够模拟电动和发电工况的试验方案,系统测试并分析得出电机内部定转子铜耗、基本铁耗、附加损耗及无功需求随负载转矩的变化规律。此外,考虑到定子电流在实际生产中易测量,进一步分析了上述各项损耗随定子电流变化的一般规律。结果显示,定子电流相同时,发电工况的基本铁耗、附加损耗,以及无功需求均大于电动工况,额定电流的发电工况下电机总损耗和无功需求比电动工况分别高约9%和20%。
- 牟树贞赵海森罗应立姚丙雷
- 关键词：笼型异步电机损耗无功功率
- 电机铁耗的有限元计算方法研究进展及有待解决的问题被引量：10
- 2010年
- 基于磁路分析的铁耗工程计算方法采用经验系数计及众多铁耗影响因素,而经验系数是针对特定结构、批量生产的电机进行实测总结得出,其本质属于后续计算且计算结果仅反映总铁耗。在新型电机研制中,需预先较精确地计算铁耗并得出其分布情况,然后进一步研究微观结构等因素对铁耗的影响,在此基础上通过改进结构达到降耗目的,这是工程计算方法很难实现的,而有限元法能够较好地解决这些问题。主要介绍利用有限元计算铁耗时所用的基本模型、改进模型、模型中损耗系数求解方法及其应用情况。最后结合工程实际需求,分析了铁耗有限元计算方法的发展趋势及有待进一步解决的问题。
- 刘晓芳赵海森陈伟华顾德军
- 关键词：电机铁耗有限元
- 采用铸铝转子和铸铜转子时鼠笼式异步电机的损耗特性对比被引量：9
- 2011年
- 在超高效电机的研制中,采用铸铜转子是一种提高电机效率的有效方法。为了对比分析铸铝转子与铸铜转子电机的内部损耗特性,本文利用场-路耦合时步有限元法,以1台5.5 kW异步电机为例,计算分析采用铸铝转子和铸铜转子时电机各项损耗及效率的变化特点。结果发现:空载时,2种转子的各项损耗并无太大差别;满载时,定子铜耗和铁耗差别不大,铜转子基波铜耗大幅降低,但谐波铜耗略微增加,最终使得电机总损耗降低约60W,效率增加约1%。
- 赵海森顾德军
- 关键词：鼠笼式异步电机铸铜铸铝损耗时步有限元
- 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
- 2014年
- 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。
- 张元星赵海森刘晓芳王翔宇
- 关键词：电压不平衡异步电机时步有限元损耗
- 超高效电机杂散损耗参数带的选取被引量：8
- 2011年
- 电磁设计中,杂散损耗设计系数的选取是一项十分复杂和重要的工作。由于超高效率电机采用新的效率测试方法,与原来的效率测试方法有了很大的区别,杂散损耗的设计系数需要重新选取。介绍了杂散损耗的产生原理及分类,介绍并比较了IEC和IEEE实测杂散损耗方法差异,参考两种标准测试方法杂散损耗推荐值,并结合现有大量样机的测试,采用最小二乘法拟合杂散损耗系数曲线,根据拟合曲线作为杂散损耗设计输入值,进行样机循环测试并修正系数。试制结果表明,确定的杂散损耗参数带合理可行,可用来指导系列超高效电机电磁设计工作。
- 顾德军陈伟华张维王鸿鹄
- 关键词：杂散损耗最小二乘法
