国家自然科学基金(51177106) 作品数:11 被引量:62 H指数:4 相关作者: 冯桂宏 张炳义 贾宇琪 于建英 李凯 更多>> 相关机构: 沈阳工业大学 沈阳工程学院 沈阳蓝光驱动技术有限公司 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 国家重大科学仪器设备开发专项 国家高技术研究发展计划 更多>> 相关领域: 电气工程 石油与天然气工程 航空宇航科学技术 更多>>
真分数槽集中绕组相带谐波比漏磁导系数研究 被引量:4 2015年 针对真分数槽集中绕组(PFCW)相带谐波比漏磁导系数无图可查的问题,提出了用"双星形图"法计算真分数槽集中绕组的谐波绕组分布系数,总结得出了PFCW分布系数的通用解析表达式。研究了PFCW的短距系数,分布系数与绕组系数周期变化规律。通过分析PFCW的谐波磁动势,绘制了真分数槽集中绕组电机常见q值的60°相带谐波比漏磁导系数曲线图,为今后计算PFCW的谐波漏抗系数提供了依据。利用"双星形图"法计算了假分数槽60°相带谐波比漏磁导系数,与现有60°相带谐波比漏磁导系数曲线图进行对比,两者非常吻合,验证了所提出的"双星形图"法计算真分数槽集中绕组60°相带谐波比漏磁导系数的理论正确性。 张炳义 梁丙雪 徐广人 王武 冯桂宏关键词:集中绕组 单元组合潜油永磁电机流热耦合温升模型研究 被引量:2 2015年 潜油电机长期工作在高温、高压的井液中,无法实时监测其运行温度,可能导致电机过热烧毁。为此,建立了潜油永磁电机室内流热耦合温升模型,通过经验公式初算电机各部件的导热系数和散热系数,进行3D有限元温升计算,得到了室内模型各部件的温度分布情况。并基于0.5 k W样机室内温升试验数据对相关导热系数及散热系数进行修正。将优化后的数据导入到单元组合潜油电机井下流热耦合温升模型中。建立电机机壳外侧的原油对流换热边界条件和定、转子之间的润滑油对流换热边界条件,得到了准确的潜油电机井下流热耦合温升模型,为潜油电机热负荷的选取提供了可靠的理论依据。 张炳义 刘忠奇 冯桂宏新型模块组合式定子永磁电机 被引量:14 2015年 针对低速大功率电机体积过大带来的制造、运输、装配以及维护困难等问题,提出了一种基于采用不等跨距绕组的模块组合式定子永磁电机结构,实现了低速大功率电机定子的模块化制作,增强了电机的制造灵活性、运行可靠性、可维护性以及容错性。本文阐述了模块组合式定子永磁电机结构,总结了其设计方法,并对模块组合式电机定子分块规则和不等跨距绕组进行了研究。在此基础上设计制造了一台样机,采用有限元方法进行了仿真分析,并用解析法和增量电感法分别计算了样机的自感参数和互感参数。最后搭建试验台进行了实验。仿真结果和实验结果都验证了所提结构和设计方法的合理性。 张炳义 贾宇琪 冯桂宏关键词:模块化 永磁电机 永磁电机直驱螺杆泵井杆柱反转能量吸收技术 2016年 针对永磁电机直驱螺杆泵井在突然断电的情况下,抽油杆贮存的弹性势能驱动永磁电机高速反转,并导致抽油杆脱断和驱动头零部件飞逸等问题,提出一种永磁电机直驱螺杆泵井杆柱反转能量吸收技术。该技术基于能耗制动原理,利用永磁电机反转发出的电能作为控制电源,根据转速反馈信号,通过调节PWM斩波调阻电路的占空比改变制动电阻阻值,保证在反转速度恒定条件下,实现电机输出制动转矩随反转势能的变化而自动调节的目的,使反转能量低速、柔性释放。通过试验与在井运行的方式验证了该技术的有效性。 王帅 张炳义 刘利军 冯桂宏关键词:永磁电机 模块组合式交流电机定子分块规则与不等跨距绕组研究 被引量:4 2015年 低速大功率交流电机是指转速低于500r/min、功率在兆瓦级以上的电机,主要应用在大型水轮发电机、永磁同步风力发电机以及大型矿井提升直驱和大型船舶主推进等场合,在国民经济中占有重要的位置。针对其传统制造过程中存在的加工、装配和维护困难等问题,提出了一种新型模块组合式定子结构。在研究定子分块规则的基础上,通过计算每极每相槽数q不同时定子独立模块所需最小槽数,以及对应情况下的绕组分布系数、短距系数和削弱谐波次数,从绕组利用率和削弱谐波能力方面总结出了对于该种电机而言每极每相槽数q的选取方法。最后搭建试验台,对样机进行了实验,实验结果表明了分块规律的正确性以及模块组合式定子结构的可行性,为进一步研究奠定了基础。 张炳义 贾宇琪 陈其雨 何功飞 冯桂宏关键词:谐波 一种表贴式永磁电机磁极结构优化研究 被引量:29 2014年 针对常规表贴式永磁电机气隙磁密波形正弦度差,导致电机反电势中谐波含量高、电机谐波损耗大,以及复杂结构形状永磁体在生产、加工、装配过程中容易造成废品率高等问题,提出一种由导磁金属块和永磁体共同构成的表贴式磁极结构。用有限元方法计算常规结构以及不同程度不均匀气隙结构的气隙磁密波形,进而由傅里叶分解得到各次谐波和正弦畸变率。仿真结果标明该结构可以有效改善气隙磁密波形和电机空载反电势的正弦度。最后采用遗传算法对实现偏心结构的导磁金属块尺寸进行优化,得到了使气隙磁密波形畸变率最小的尺寸参数。有限元计算结果显示,优化设计后,气隙磁密波形畸变率和电机空载反电势谐波含量明显减小。 张炳义 贾宇琪 李凯 冯桂宏关键词:磁极结构 谐波 遗传算法 低速大功率组合式定子电机不等跨距绕组参数研究 被引量:1 2015年 针对大型低速大功率交流电机定子过大带来的关于电机制造、运输、安装、调试及维修等一系列问题,定子绕组在采用多支路的基础上,提出一种不等跨距及反向嵌放的形式,实现电机定子单元模块化。由于大跨距线圈带来绕组的不对称,因而带来三相绕组参数的不对称;为此,分别对于常规线圈和不等跨距线圈的电感参数迚行分析和计算。通过比较常规线圈和不等跨距线圈的自感和互感对三相绕组参数不对称问题迚行分析和判断,并制作样机迚行实验分析。所得结论对于单元模块组合式定子电机的深入研究具有一定参考价值。 张炳义 陈其雨 贾宇琪 何功飞 冯桂宏关键词:电感 模块组合式定子永磁电机边端力分析及削弱方法 被引量:7 2015年 针对低速大功率电机过大的体积给其制造、运输、装配和维护带来困难以及可靠性低等问题,提出一种采用不等跨距绕组的模块组合式定子永磁电机结构,实现定子的模块化制作,增强电机的可靠性和容错性。为了提高模块组合式定子永磁电机运行的平稳性和控制精确度,分析其力矩波动的来源,指出由相邻定子模块之间装配、固定及维修所需的缝隙引起的定子边端磁导突变是边端力产生的主要根源,利用Schworz-Christistoffel变换法求取了电机定子模块边端处的气隙磁场分布,有限元分析结果验证了选用方法的合理性。最后对边端力进行了求解,并采用优化定子模块宽度和定子模块铁心轴向错位结构两种方法对合成边端力进行了削弱研究。仿真结果表明了两种方法对于削弱定子模块边端力的有效性。 张炳义 贾宇琪 冯桂宏关键词:永磁电机 基于流固耦合的无人机主推进电机温度场研究 被引量:6 2014年 以无人机主推进电动机为研究对象,基于流固耦合传热理论,结合无人机主推进电动机通风特性及开启式结构特点,建立电动机在强冷却条件下流固耦合物理模型与数学模型,给出温度场计算方法,得出主推进电动机额定状态下温度分布及轴向剖面温度分布及主要部件的温升变化规律。对电动机进行风洞与飞行试验,并将试验结果与理论分析进行对比,验证理论分析的正确性。研究结果可为无人机主推进电动机温度场研究及优化设计提供理论依据。 张炳义 王森 冯桂宏关键词:无人机 流固耦合 温度场 零机械能输出感应电机 2017年 传统电机是机-电能量转换,损耗与温升是电机设计时需要削弱和避免的问题。该文从传统电机损耗与温升出发,提出了用于加热的零机械能输出感应电机。利用绕组所产生的径向磁场在实心结构的定子和转子铁心中感应产生涡流,将输入的电能全部转化为热能,具有定子、转子双边加热的特点。其独特的双边加热效果可解决挤塑类设备旋转螺杆加热瓶颈问题。建立了系统等效模型,给出了电磁功率解析表达式,采用有限元法分析了系统涡流分布与铁心端部效应。对样机进行加热实验,结果证明该种电机与传统线圈缠绕式电磁加热相比,具有节能高效、预热时间短、径向温差小等优点。 冯桂宏 于建英 张炳义关键词:涡流