一种基于电流补偿的永磁电机转子偏心危害的抑制方法
发布时间：2021-12-31 16:09
随着低速大转矩永磁同步电机驱动系统在重工业的发展和应用,电机的体积也越来越大。大型电机由于累积误差和结构变形普遍存在转子偏心问题,传统电机依靠增加气隙长度降低转子偏心率,而永磁同步电机为降低成本应采用较小的气隙长度,但转子所受径向力合力不为零而导致的振动噪声以及疲劳寿命问题也将凸显出来。因此提出一种基于电流补偿的永磁同步电机转子偏心危害的抑制方法。低速大转矩永磁同步电机转子偏心分析。在分析永磁同步电机转子偏心的基础上,以一台球磨机用低速大转矩永磁同步电机为例,分析转子偏心成因并给出径向不平衡磁拉力的两方面成因,得出抑制转子所受不平衡磁拉力的方法。通过有限元法对转子不偏心、转子偏心以及车削偏心转子外圆三种情况分别给出电机电磁性能,得出转子偏心率与定转子间气隙磁场的关系,进一步得出转子偏心率与气隙磁场畸变率的关系。提出基于电流补偿的永磁同步电机转子偏心危害抑制的方法。将定子绕组分为三部分绕组,每个部分为一个单元三相绕组,每个单元三相绕组由一台控制器独立控制。可通过检测转子轴对定子轴承的压力来控制对应位置的单元绕组的直轴电流来补偿单元绕组所对应的气隙磁场的强度,以达到削弱转子所受的径向磁拉力...
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：53 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
低速大转矩永磁同步电机现场安装Fig.2.9Low-speedhigh-torquepermanentmagnetsynchronousmotoron-siteinstallation
0 π 2π转子圆周表面（rad）机械角度（rad）图 2.10 不同转子静态偏心率的气隙磁场分布Fig. 2.10Air gap magnetic field distribution with different static eccentricities图 2.11 为气隙磁密畸变率与转子偏心率关系。9.29.39.49.59.69.7隙气磁畸场变（率%）
沈阳工业大学硕士学位论文永磁同步电机转子混合偏心，径向气隙磁密分布发生改变，导致空载反电势下降1.58%，负载电流升高 1.47%；车削转子外圆后对比理想状态，空载反电势下降 2.33%，负载电流升高 2.04%。在瞬时情况下，气隙长度减小侧的径向气隙磁密增加，气隙长度增加侧的径向气隙磁密减小，该结果导致转子径向两侧的磁拉力不平衡，转子产生随转子位置变化的循环不平衡磁应力。2. .2 振动噪声分析通过有限元分析可得出电机在负载情况下定子齿内表面切向和径向时域下已知大小和频率的磁拉力密度分布。以此作为激励源进行谐响应分析得出电机的噪声云图。仿真结果如图 2.16 所示。5
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于多尺度法的电机转子在不平衡磁拉力作用下的自由振动特性分析[J]. 刘锋,刘辉,项昌乐,韩立金,吴云豪,展召彬. 机械工程学报. 2017(16)
[2]不同种类气隙偏心故障对汽轮发电机转子不平衡磁拉力的影响[J]. 唐贵基,邓玮琪,何玉灵. 振动与冲击. 2017(15)
[3]低速直驱式大功率永磁同步电动机振动特性研究[J]. 姜新通,李伟凯,陈言,刘钊铭. 电机与控制学报. 2017(07)
[4]静载荷作用下偏心转子电磁振动特性[J]. 徐学平,韩勤锴,褚福磊. 清华大学学报(自然科学版). 2016(02)
[5]新型模块组合式定子永磁电机[J]. 张炳义,贾宇琪,冯桂宏. 电工技术学报. 2015(12)
[6]模块组合式定子永磁电机边端力分析及削弱方法[J]. 张炳义,贾宇琪,冯桂宏. 电机与控制学报. 2015(04)
[7]低速大功率组合式定子电机不等跨距绕组参数研究[J]. 张炳义,陈其雨,贾宇琪,何功飞,冯桂宏. 大电机技术. 2015(01)
[8]稀土永磁电机与异步电机节能效果对比[J]. 王亚兵. 电机技术. 2014(05)
[9]基于电流信息的电机回转偏心检测方法[J]. 刘飞,梁霖,徐光华,董家成. 电工技术学报. 2014(07)
[10]表贴式永磁电机转子偏心空载气隙磁场解析[J]. 仇志坚,李琛,周晓燕,章跃进. 电工技术学报. 2013(03)
博士论文
[1]模块组合式定子低速大功率永磁电机研究[D]. 贾宇琪.沈阳工业大学 2015
[2]大型水轮发电机组轴系动力学建模与仿真分析[D]. 徐永.华中科技大学 2012
硕士论文
[1]大型机械装备低速大扭矩直驱高压永磁电机研究[D]. 刘斯强.沈阳工业大学 2018
[2]模块化永磁轮毂电机控制策略研究[D]. 于迪.哈尔滨工业大学 2017
[3]转子偏心状态下永磁同步电机电磁性能分析[D]. 蒋山.哈尔滨理工大学 2017
[4]考虑转子偏心的表贴式永磁同步电机电磁力特性分析[D]. 孙晶晶.浙江大学 2016
[5]大型汽轮发电机转子偏心故障动态分析[D]. 毛可意.哈尔滨理工大学 2015
[6]基于单元模块组合式定子的不等跨距绕组研究[D]. 陈其雨.沈阳工业大学 2014
[7]大型汽轮发电机转子偏心磁场分析与电磁力计算[D]. 闫雪超.哈尔滨理工大学 2013
[8]分数槽绕组永磁同步电机不平衡电磁力的分析和抑制[D]. 李志明.天津大学 2012
[9]永磁电机电磁振动的磁—固耦合分析[D]. 符嘉靖.浙江大学 2012
本文编号：3560563
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：53 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
低速大转矩永磁同步电机现场安装Fig.2.9Low-speedhigh-torquepermanentmagnetsynchronousmotoron-siteinstallation
0 π 2π转子圆周表面（rad）机械角度（rad）图 2.10 不同转子静态偏心率的气隙磁场分布Fig. 2.10Air gap magnetic field distribution with different static eccentricities图 2.11 为气隙磁密畸变率与转子偏心率关系。9.29.39.49.59.69.7隙气磁畸场变（率%）
沈阳工业大学硕士学位论文永磁同步电机转子混合偏心，径向气隙磁密分布发生改变，导致空载反电势下降1.58%，负载电流升高 1.47%；车削转子外圆后对比理想状态，空载反电势下降 2.33%，负载电流升高 2.04%。在瞬时情况下，气隙长度减小侧的径向气隙磁密增加，气隙长度增加侧的径向气隙磁密减小，该结果导致转子径向两侧的磁拉力不平衡，转子产生随转子位置变化的循环不平衡磁应力。2. .2 振动噪声分析通过有限元分析可得出电机在负载情况下定子齿内表面切向和径向时域下已知大小和频率的磁拉力密度分布。以此作为激励源进行谐响应分析得出电机的噪声云图。仿真结果如图 2.16 所示。5
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于多尺度法的电机转子在不平衡磁拉力作用下的自由振动特性分析[J]. 刘锋,刘辉,项昌乐,韩立金,吴云豪,展召彬. 机械工程学报. 2017(16)
[2]不同种类气隙偏心故障对汽轮发电机转子不平衡磁拉力的影响[J]. 唐贵基,邓玮琪,何玉灵. 振动与冲击. 2017(15)
[3]低速直驱式大功率永磁同步电动机振动特性研究[J]. 姜新通,李伟凯,陈言,刘钊铭. 电机与控制学报. 2017(07)
[4]静载荷作用下偏心转子电磁振动特性[J]. 徐学平,韩勤锴,褚福磊. 清华大学学报(自然科学版). 2016(02)
[5]新型模块组合式定子永磁电机[J]. 张炳义,贾宇琪,冯桂宏. 电工技术学报. 2015(12)
[6]模块组合式定子永磁电机边端力分析及削弱方法[J]. 张炳义,贾宇琪,冯桂宏. 电机与控制学报. 2015(04)
[7]低速大功率组合式定子电机不等跨距绕组参数研究[J]. 张炳义,陈其雨,贾宇琪,何功飞,冯桂宏. 大电机技术. 2015(01)
[8]稀土永磁电机与异步电机节能效果对比[J]. 王亚兵. 电机技术. 2014(05)
[9]基于电流信息的电机回转偏心检测方法[J]. 刘飞,梁霖,徐光华,董家成. 电工技术学报. 2014(07)
[10]表贴式永磁电机转子偏心空载气隙磁场解析[J]. 仇志坚,李琛,周晓燕,章跃进. 电工技术学报. 2013(03)
博士论文
[1]模块组合式定子低速大功率永磁电机研究[D]. 贾宇琪.沈阳工业大学 2015
[2]大型水轮发电机组轴系动力学建模与仿真分析[D]. 徐永.华中科技大学 2012
硕士论文
[1]大型机械装备低速大扭矩直驱高压永磁电机研究[D]. 刘斯强.沈阳工业大学 2018
[2]模块化永磁轮毂电机控制策略研究[D]. 于迪.哈尔滨工业大学 2017
[3]转子偏心状态下永磁同步电机电磁性能分析[D]. 蒋山.哈尔滨理工大学 2017
[4]考虑转子偏心的表贴式永磁同步电机电磁力特性分析[D]. 孙晶晶.浙江大学 2016
[5]大型汽轮发电机转子偏心故障动态分析[D]. 毛可意.哈尔滨理工大学 2015
[6]基于单元模块组合式定子的不等跨距绕组研究[D]. 陈其雨.沈阳工业大学 2014
[7]大型汽轮发电机转子偏心磁场分析与电磁力计算[D]. 闫雪超.哈尔滨理工大学 2013
[8]分数槽绕组永磁同步电机不平衡电磁力的分析和抑制[D]. 李志明.天津大学 2012
[9]永磁电机电磁振动的磁—固耦合分析[D]. 符嘉靖.浙江大学 2012
本文编号：3560563
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