辽宁省高校创新团队支持计划(LT2011003)
- 作品数：8 被引量：171H指数：7
- 相关作者：张凤阁王天煜杜光辉黄娜王凤翔更多>>
- 相关机构：沈阳工业大学沈阳工程学院贝尔法斯特女王大学更多>>
- 发文基金：辽宁省高校创新团队支持计划长江学者和创新团队发展计划国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：电气工程更多>>
- 兆瓦级高速永磁电机通风系统设计与转子表面风摩耗研究被引量：25
- 2014年
- 针对兆瓦级高速永磁电机的损耗密度大、散热困难、永磁体在高温情况下易发生不可逆退磁的问题,提出了一种径向与轴向混合的⊥型通风系统,通过流体仿真软件Fluent建立了该种通风系统的3D流体场计算模型,并详细分析了通风系统内的流体分布;同时针对高速电机转子表面线速度高(一般可达200 m/s)、转子表面的风摩耗较大且计算复杂的问题,基于所建立的3D流体场模型和解析法,对兆瓦级高速永磁电机的转子转速、转子表面粗糙度及通风量、风道几何参数、气隙大小对转子表面风摩耗的影响进行了研究计算,并总结了相应的规律。分析结果表明,所设计的混合⊥型通风系统具有较好的湍流特性和散热特性,转子转速和气隙大小是影响风摩耗的主要因素。
- 张凤阁杜光辉王天煜黄娜曹文平
- 关键词：永磁电机通风系统三维流体场
- 交错反激式光伏并网微逆变器的控制器实现被引量：25
- 2013年
- 针对光伏并网微逆变器的特点,研究了结构简单且具有隔离作用的交错反激变换器。通过建立简化的反激变换器电路模型,分析了交错反激变换器的控制特点,以最大功率跟踪(MPPT)控制得到的电流为基准,对反激变压器的一次侧进行平均电流控制,实现半波正弦电流输出;针对交错反激变换器可能出现负载不平衡的现象,增加了负载平衡控制环;建立了光伏电池的数学模型,推导出输入解耦电容与光伏电池板利用率的关系,通过选择合适的输入电容容量,有效地提高了系统运行效率。最后通过Matlab/Simulink仿真和样机实验验证了控制的有效性,得到了较好的输出波形。
- 张凤阁朱仕禄殷孝雎滕志飞
- 关键词：光伏并网
- 高速永磁爪极电机铁耗与空气摩擦损耗计算被引量：17
- 2015年
- 高速电机由于采用高频电源供电,铁心损耗较常规电机突出,且高速旋转引起的空气摩擦损耗亦非常严重。此外爪极电机磁路结构复杂且其磁通呈三维分布,因此需要考虑三维磁场、高频谐波和高速旋转等因素,针对该种高速电机损耗计算模型进行研究。首先通过三维有限元电磁仿真软件对该种电机的磁场分布特点进行分析;然后采用三维正交交变磁化近似等效旋转磁化建立铁耗计算模型,并考虑高频谐波对其影响,通过与有限元软件计算结果对比,验证了计算模型的准确性;此外针对转子转速、转子表面光滑度、轴向风速等因素对空气摩擦损耗的影响进行分析;最后通过实验验证了铁心损耗和空气摩擦损耗计算方法的准确性。
- 刘光伟赵新刚张凤阁赵鑫Wenping Cao
- 关键词：高速电机永磁电机爪极电机铁耗
- 1.12MW高速永磁电机多物理场综合设计被引量：35
- 2015年
- 高速电机设计时即要满足电磁性能要求,又要满足机械特性的要求,还需满足冷却与温升的要求,因此高速电机的设计是一个多物理场迭代综合设计过程。针对高速电机的多物理场一体化设计过程,本文基于电磁场-转子强度-转子动力学-流体场与温度场等对一台1.12MW,18 000r/min的高速永磁电机进行了综合设计,在多物理场仿真分析的基础上,得到了满足电磁性能、转子强度、临界转速和电机温升的综合设计结果,并加工了一台样机,进行了电机性能实验、转子机械特性实验以及温升实验,实验结果与计算结果相吻合,验证了本文仿真分析与设计方法的可行性,对大功率高速永磁电机的设计与发展具有一定的借鉴意义。
- 张凤阁杜光辉王天煜王凤翔Wenping CAO王大朋
- 关键词：高速永磁电机电磁特性机械特性温度场
- 高速永磁电机转子不同保护措施的强度分析被引量：48
- 2013年
- 永磁体在高速旋转时难以承受巨大的拉应力,必须对永磁体采用保护措施,目前最常用的保护措施一种是采用碳纤维绑扎永磁体,另外一种是在永磁体外面加高强度的合金保护套。针对以上两种不同的保护措施,以一台100 kW,60 000 r/min的高速永磁电机为例,分别设计了相应的保护套,并对不同工况下的转子应力分布进行了解析法推导,用3D有限元法对电机冷态和热态运行时的转子强度进行了分析和验证,同时对考虑弯曲应力时的碳纤维保护套进行了设计和计算。总结了两种保护措施的设计规律,为高速永磁电机保护套的设计提供了依据。
- 张凤阁杜光辉王天煜黄娜
- 关键词：永磁电机碳纤维保护套强度分析
- 基于多物理场的高速永磁电机转子护套研究被引量：16
- 2014年
- 目前高速永磁电机转子最常用的保护措施是碳纤维捆扎永磁体、永磁体外加非导磁或半导磁合金保护套,保护套的增加会给电机的散热带来严重的困难。针对以上问题,基于一台75 kW,60 000 r/min的高速永磁电机,设计了3种方案,同时基于应力场、电磁场和温度场对3种方案的转子强度、转子涡流损耗和温度分布进行了综合的比较与分析,通过一台采用非导磁合金保护套的样机进行了温升实验。实验结果表明,采用半导磁合金保护套时,会大大减小永磁体的厚度,但会产生更大的转子涡流损耗;采用非导磁合金保护套时,所需的永磁体和保护套的厚度最大;采用碳纤维保护套时,所需的保护套厚度最小,转子涡流损耗和温升分布也远远小于其他两种保护措施。
- 张凤阁杜光辉王天煜CAO Wen-ping
- 关键词：高速永磁电机保护套涡流损耗温度场
- 外永磁转子爪极电机空载气隙磁场解析计算被引量：6
- 2014年
- 由于外永磁转子爪极电机的结构复杂,其空载气隙磁场需通过建立三维模型进行分析,而采用三维有限元方法计算耗时较长且网格剖分对其计算结果影响加大,因此本文提出了一种在极坐标系向建立的空载磁场解析计算模型。通过轴向分段的方法,将该电机三维模型转化为多个二维模型,并给出了相应的的边界条件,利用傅里叶级数变换和分离变量法推导得出了空载气隙磁场的切向和轴向磁通密度,齿槽转矩和空载反电动势的解析式。为了验证解析模型的准确性,将解析计算结果与有限元计算和样机实验测量的结果相比较,结果对比误差较小,验证了解析模型的准确性和可行性。
- 刘光伟张凤阁魏瀚阳赵鑫
- 关键词：永磁电机爪极电机磁路模型
- 1.12MW高速永磁电机不同冷却方案的温度场分析被引量：28
- 2014年
- 针对大功率高速永磁电机体积小、损耗密度大、散热困难且永磁体在高温下易发生不可逆退磁的问题,本文基于一台1.12MW,18 000r/min的高速永磁电机,设计了混合通风螺旋水道、轴向通风螺旋水道以及轴向通风直槽水道三种风冷与水冷相结合的散热方案,并建立了三种方案的温度场计算模型,基于流固耦合法,对三种方案的温度分布进行了比较与分析,同时基于轴向通风螺旋水道的冷却方案,加工了一台样机,并进行了温升实验,实验结果与计算结果相吻合,验证了仿真分析的正确性,对大功率高速永磁电机的设计与发展具有一定的借鉴意义。
- 张凤阁杜光辉王天煜王凤翔Wenping CAO
- 关键词：高速永磁电机混合通风流固耦合温度场
