永磁同步电机失磁故障的对策分析

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简述永磁同步电机失磁解决方法和防备措施

简述永磁同步电机失磁解决方法和防备措施

简述永磁同步电机失磁解决方法和防备措施摘要:一、永磁同步电机失磁的定义及危害二、永磁同步电机失磁的原因1.电机本身问题2.控制系统故障3.供电系统问题4.负载变化三、永磁同步电机失磁的解决方法1.检查电机本身2.维修或更换控制系统3.优化供电系统4.调整负载四、永磁同步电机失磁的预防措施1.选购高质量电机2.定期维护电机和控制系统3.确保供电稳定4.合理分配负载正文:永磁同步电机失磁是指电机在运行过程中失去磁力,导致电机无法正常工作。

失磁现象对电机的运行性能和设备安全造成极大危害,可能导致电机过热、损坏甚至引发火灾等事故。

因此,及时解决失磁问题至关重要。

本文将对永磁同步电机失磁的解决方法和防备措施进行详细探讨。

一、永磁同步电机失磁的定义及危害永磁同步电机失磁是指电机在运行过程中,由于各种原因导致磁场强度不足或磁场失稳,使电机转子与定子之间的磁场作用减弱或消失。

失磁现象会对电机性能产生严重影响,如转速不稳定、输出功率下降、噪音增大等。

长期运行失磁电机可能导致设备损坏、安全隐患等问题。

二、永磁同步电机失磁的原因1.电机本身问题:电机生产质量不佳、磁钢性能下降、轴承磨损等原因可能导致失磁。

2.控制系统故障:控制器故障、传感器失灵、线路老化等问题可能导致电机失磁。

3.供电系统问题:电源电压不稳定、供电线路老化、谐波干扰等因素可能影响电机磁场。

4.负载变化:负载过大或过小,可能导致电机磁场不稳定,进而引发失磁。

三、永磁同步电机失磁的解决方法1.检查电机本身:检查磁钢、轴承等关键部件是否存在问题,及时更换磨损部件。

2.维修或更换控制系统:对故障的控制器和传感器进行维修或更换,确保电机控制系统正常运行。

3.优化供电系统:检查供电线路,排除老化、短路等问题,提高电源电压稳定性。

4.调整负载:合理分配负载,避免长时间过载或欠载运行电机。

四、永磁同步电机失磁的预防措施1.选购高质量电机:购买时注重电机品牌和质量,确保电机本身不存在问题。

电梯永磁同步曳引机的失磁原因分析

电梯永磁同步曳引机的失磁原因分析

电梯永磁同步曳引机的失磁原因分析作者:方学合喻鹏来源:《科学与信息化》2020年第06期摘要永磁同步曳引机是电梯的核心部件,在电梯正常运行过程中非常重要,但是由于工作环境的改变以及日常维护不到位等原因,永磁同步曳引机时而会出现失磁的现象[1]。

同步曳引机失磁不仅会对电梯本身造成财产损坏,更重要的是有可能造成人身伤亡,因此本文对电梯永磁同步曳引机的失磁原因进行分析,从而希望能够找到合理的应对方法。

关键词电梯;永磁同步曳引机;失磁原因引言随着我国经济的发展,电梯市场越来越庞大,产量逐年递增。

据不完全统计,我国2019年电梯产量超过90万台(套)。

在我国电梯市场不断发展的今天,如何防范电梯曳引机的失磁问题就成为我国保证电梯运行安全的重中之重,本文就是从永磁同步曳引机的概念出发,在充分了解其运行原理的基础上,对曳引机的失磁原因进行了分析。

1 电梯永磁同步曳引机概述1.1 电梯永磁同步曳引机概念电梯永磁同步曳引机,俗称无减速箱传动器。

它安装在电梯机房内或电梯井道内,一般在建筑物顶层之上或井道内部,是电梯的动力装置。

永磁同步曳引机,由主机直接带动绳轮,无减速箱装置。

永磁同步曳引机是将无轴承技术运用到永磁同步曳引机上的新型无轴承电动机。

1.2 电梯永磁同步曳引机的优点电梯永磁同步曳引机被大规模应用是因为具有以下优点:运行平稳且噪声低,这主要是因为电磁转动比传统的机械转动的摩擦系数更低,因而能够降低噪声污染;使用寿命更长,这主要是因为永磁同步曳引机的电机没有集电环和电刷,因此减少了由于设备老化造成的使用寿命减少问题;节约空间,这主要是因为曳引机的零部件更少,体积更小;节能,由于缺少摩擦,从电能转化为动能的转化效率耕地;维护成本低,这更多是因为设备零部件更少,故障率更低。

1.3 电梯永磁同步曳引机工作原理同步发电机为了实现能量的转换,需要有一个直流磁场而产生这个磁场的直流电流,称为发电机的励磁电流。

根据励磁电流的供给方式,凡是从其他电源获得励磁电流的发电机,称为他励发电机,从发电机本身获得励磁电源的,则称为自励发电机。

同步发电机失磁异步运行分析与处理

同步发电机失磁异步运行分析与处理

159FORTUNE WORLD 2009.3同步发电机失磁异步运行分析与处理任纯榕 宁波镇海热电厂有限公司1 引言发电机在运行过程中,由于某种原因失去励磁电流,使转子的励磁磁场消失,被称作为发电机失磁。

若失磁后的发电机不从电网上解列,仍带有一定的有功功率,以某一滑差率与电网保持联系,这种特殊的运行方式,称之为发电机异步运行。

从提高供电电网的可靠性和不使故障扩大到整个系统的观点看,整体式转子的汽轮发电机在失去励磁后,最好不立即从系统中断开,维持在电网上运行一段时间,使我们有可能查出去励磁的原因并及时恢复励磁,即将主励磁机切换为备用励磁机供励,或将发电机的负荷转移到其它发电机上去。

因此,在处理励磁系统故障时,需要将发电机作短时的失磁异步运行。

发电机失去励磁的原因很多,往往是由于励磁系统发生某些故障引起的。

一般在同轴励磁系统中,常由于励磁回路断线,如转子回路断线、励磁机电枢回路断线、励磁机励磁绕组断线、自动灭磁开关受振动或误碰掉闸、磁场变阻器接头接触不良等造成励磁回路开路,以及转子回路短路和励磁机与原动机在联接对轮处的机械脱开等原因造成开路。

2 失磁异步运行的工作原理发电机失去励磁后,由于励磁绕组电感较大,励磁电流If及其产生的磁通φf,将按指数规律衰减到零,如图1所示,在励磁电流If减少时,电势Ef也随着减少,功率极限也随之下降,如图2所示。

功角θ将增大,定子合成磁场与转子磁场间的吸引减少。

发电机的转子力矩平衡关系将随着电磁力矩的下降而打破。

由于原动机主力矩未变,所以转子将获得使其加速的过剩转矩。

当励磁电流If减少时到θ角大于90㎜时,转子就可能超出同步点而失步,进入异步运行状态。

图1励磁电流衰减曲线图2 转矩、电势与功角θ的关系发电机失磁进入异步运行状态,由电网向发电机定子送入励磁电流,此电流在定子内感应出电势E,同时在气隙内产生旋转磁场。

由于转子转速超过同步转速,转子与旋转磁场间发生相对运动,其转差n1-n=Sn1(n1为定子磁场的同步转速,n为转子失磁后的转速),转子以转差Sn1的速度切割定子旋转磁场。

永磁同步电机防退磁方法

永磁同步电机防退磁方法

永磁同步电机防退磁方法
永磁同步电机是一种高效、节能的电机,广泛应用于工业生产和家用
电器中。

然而,永磁同步电机在运行过程中可能会出现退磁现象,导
致电机性能下降甚至无法正常工作。

因此,防止永磁同步电机退磁是
非常重要的。

永磁同步电机退磁的原因主要有两个:一是温度过高,二是电机过载。

因此,防止永磁同步电机退磁的方法也主要从这两个方面入手。

首先,要控制永磁同步电机的温度。

在电机运行过程中,要注意电机
的散热情况,保证电机的温度不会过高。

可以采用增加散热器面积、
增加散热风扇数量、降低电机负载等方法来控制电机温度。

此外,还
可以在电机上安装温度传感器,实时监测电机温度,一旦温度过高就
及时采取措施。

其次,要控制永磁同步电机的负载。

电机过载会导致电机工作电流过大,从而引起电机退磁。

因此,在使用永磁同步电机时,要根据电机
的额定负载来选择合适的负载,避免电机过载。

此外,还可以采用软
启动器、变频器等设备来控制电机的启动和运行,避免电机瞬间过载。

除了以上两种方法,还可以采用一些特殊的措施来防止永磁同步电机
退磁。

例如,在电机上安装磁场强度传感器,实时监测电机磁场强度,一旦发现磁场强度下降就及时采取措施;在电机上安装电流传感器,
实时监测电机工作电流,一旦发现电流异常就及时采取措施。

总之,防止永磁同步电机退磁是非常重要的。

通过控制电机温度、负
载和采用特殊措施等方法,可以有效地防止电机退磁,保证电机的正
常工作。

永磁同步电机失磁故障检测相关阐述

永磁同步电机失磁故障检测相关阐述

永磁同步电机失磁故障检测相关阐述摘要:随着科学技术的发展,永磁电机作为现阶段常见的电机类型之一,在保证电机作业质量的基础上加快电机作业效率,是现阶段社会发展的关键技术之一。

而在实际作业环节,永磁电机作为借助磁力发挥功能的设备,很容易出现失磁状况,失磁会导致电机中的磁力丧失,严重影响永磁电机的作业状况,实际发展过程中就需要相关人员结合永磁电机的特点对失磁原因进行研究,并且及时地对故障进行检测,以保证永磁同步电机功能的正常发挥。

关键词:永磁同步电机;失磁;原因;检测手段永磁同步电机作为先进技术的产物,具有效率较高、能量密度较为集中而且结构设计较为简单的特点,所以该技术应用十分广泛,已经覆盖到诸多工业领域。

然而实际运用环节,永磁同步电机作业环节很容易受到温度变化、电枢反应以及设备振动等方面的影响出现失磁状况,从而影响电机功能的顺利发挥。

在此背景下,针对永磁同步电机的失磁故障研究就成为相关行业发展的要点,要求专业的技术人员结合永磁同步电机的作业实际对失磁状况的原因以及影响进行研究,并且结合相关数据进行故障检测,及时地发现并对失磁状况进行检测,尽可能地规避失磁对电机产生的影响。

本文就基于专业的技术软件对调速永磁同步电机进行建模仿真,借助计算机分析失磁故障状态下电机状况,从而实现对电机失磁故障的检测,方便对电机进行质量保证。

一、永磁同步电机失磁故障概述(一)概念永磁同步电动机以永磁体提供励磁,使电动机结构较为简单,降低了加工和装配费用,且省去了容易出问题的集电环和电刷,提高了电动机运行的可靠性;又因无需励磁电流,没有励磁损耗,提高了电动机的效率和功率密度。

一般而言,永磁同步电动机由定子、转子和端盖等部件构成。

失磁故障则是指发电机的转子失去励磁电流的状况,发电机失磁后,引起发电机失步,将在转子的阻尼绕组、转子表面、转子绕组中产生差频电流,引起附加温升,可能引起转子局部高温,产生严重过热现象,危及转子安全【1】。

永磁同步电机存在的问题

永磁同步电机存在的问题

永磁同步电机存在的问题永磁同步电机是一种高效、高性能的电机,被广泛应用于各个领域。

然而,它也存在一些问题需要解决。

本文将探讨永磁同步电机存在的问题,并提出相应的解决方案。

首先,永磁同步电机存在着温升问题。

由于电机工作时会产生热量,如果无法有效散热,电机温度会升高,从而影响电机的性能和寿命。

为了解决这个问题,可以采用散热器、风扇等散热设备,提高电机的散热效果。

此外,还可以通过优化电机的设计和控制算法,减少电机的功率损耗,从而降低温升的程度。

其次,永磁同步电机存在着磁场衰减问题。

由于永磁材料在长时间使用后会出现磁场衰减现象,导致电机性能下降。

为了解决这个问题,可以采用高性能的永磁材料,延长电机的使用寿命。

此外,还可以通过定期检测和维护电机,及时更换老化的永磁材料,保持电机的性能稳定。

再次,永磁同步电机存在着控制复杂度高的问题。

由于永磁同步电机的控制需要考虑到转子位置、转速等多个参数,使得控制算法相对复杂。

为了解决这个问题,可以采用先进的控制算法,如矢量控制、模型预测控制等,提高控制精度和稳定性。

此外,还可以利用现代化的控制器和传感器,实时监测电机运行状态,进行智能化控制。

最后,永磁同步电机存在着成本较高的问题。

由于永磁材料价格较高,并且制造工艺相对复杂,导致永磁同步电机的成本较高。

为了解决这个问题,可以通过技术创新和工艺改进,降低永磁材料的成本和制造工艺的复杂度。

此外,还可以提高电机的效率和性能,降低电机运行成本,从而降低整体成本。

综上所述,虽然永磁同步电机存在一些问题,但通过技术创新和改进,这些问题是可以得到解决的。

未来随着科技的进步和工艺的改进,相信永磁同步电机将会在各个领域得到更广泛的应用。

电梯永磁同步曳引机的失磁原因分析

电梯永磁同步曳引机的失磁原因分析
3 电梯永磁同步曳引机失磁预防方案 3.1 保持电梯工作环境稳定 保持环境稳定主要有两种方法:首先,做好电梯环境的安
全防护工作,比如防震、防雨、防潮处理;其次,做好环境突 变情况下的应急演练,在环境突变的情况下,及时清理负载, 暂定电梯的工作状态。
3.2 严格按照操作流程维护 在进行电梯维护的时候,维护人员一定要严格按照操作流 程维护,减少电梯之间和其他设备对所维护电梯的磁场干扰, 从而减少接触性或者感应性失磁的机会。维护人员还要定期依 照操作流程对电机表面的锈蚀进行处理,防止由于锈蚀过多造 成的消磁。 3.3 设计环节加强测试力度 为了尽可能地防止自身设计缺陷和自身材料缺陷造成的消 磁,要求曳引机设计者在设计时,对电磁方案充分验证,对磁 体的配方进行优化,对磁体的加工工艺优化调整,同时加强测 试力度,提高测试要求,尽量提高设计的科学性。
1 电梯永磁同步曳引机概述 1.1 电梯永磁同步曳引机概念 电梯永磁同步曳引机,俗称无减速箱传动器。它安装在电
梯机房内或电梯井道内,一般在建筑物顶层之上或井道内部, 是电梯的动力装置。永磁同步曳引机,由主机直接带动绳轮, 无减速箱装置。永磁同步曳引机是将无轴承技术运用到永磁同 步曳引机上的新型无轴承电动机。
2.3 设备老化原因 电梯的设计寿命一般是15年,如果正常维护,或许能达到 使用寿命年限,如果维护不当或者违规操作,那么就会导致永 磁同步曳引机失磁从而加剧老化报废的速度。维护不当是指在 维护过程中由于操作不当导致多部电梯的曳引机磁场发生相互 干扰或者曳引机设备与其他设备的磁场发生干扰从而加速设备 老化而失磁;违规操作是指维护人员没有按照操作指引要求对 曳引机进行维护从而导致曳引机设备快速老化(比如锈蚀、线 圈短路等)而失磁。 2.4 运行故障原因 运行故障原因有很多,比如短路、断路、电压不稳定、运 行过载等等导致的消磁。而在设计过程中,曳引机一般都会设 有短路保护、短路保护、稳压器保护,所以前三种运行故障导 致失磁的概率相对偏低,下面主要分析运行过载导致的消磁。 电梯在运行过程中,经常面临超载,比如客梯用作货梯、客梯 严重超员等等,如果超载,多余的载荷就会转移到曳引机机体 上进而导致曳引机机体电流激增形成冲击电流,永磁体在冲击 电流的作用下造成失磁。

三相永磁同步电机故障诊断与分析

三相永磁同步电机故障诊断与分析

三相永磁同步电机故障诊断与分析随着近年来环境污染和能源短的日益突出,世界各国开始相继重视这两个问题,并提出对策。

永磁同步电机作为一种高性能的交流电机,因其具有体积小,可靠性高,功率因数和功率密度高高,效率高等优点。

永磁同步电机的运行范围很宽,可以在其额定功率数值 25%-120%的范围内保持很高的运行效率,完全能够适应负载变化比较大的场合。

因此,永磁同步电机的发展和推广使用,将能够极大满足当今社会工业对高效电机的需求。

但与此同时,电机作为一个能够实现机电能量之间转换的系统,它的结构是由定子,转子,和轴承等电气系统和机械系统组成,其总体结构较为简单。

但电机工作时,具有复杂的机电能量转换过程,在长期运行中,受供电情况、负载工况和运行环境的影响,某些部件会逐渐失效,损坏。

电机的工作原理都是基于电磁理论,主要由电路(绕组)和磁路(铁芯)两大部分组成,其主要故障类型有绕组断线、绕组过热、匝间短路、绝缘老化、铁芯变形及电机转子偏心等,永磁同步电机因其转子上还装设有永磁体,还可能发生永磁体的不可逆退磁故障,总体来说,电机故障种类繁多,原因复杂。

电机集电气与机械部件于一体,加之处于高速运转状态中,故障征兆呈多样性,既有电气故障特性,又有机械故障特性;既有电气量(电压、频率、电流、功率等),也有非电气量(热、声、光、气、辐射、振动等)。

2. 电机的有限元分析模型将 RMxprt 模块中建立的电机模型导入 Maxwell 2D 中进行有限元仿真计算。

电机的主要参数如表 1 所示:2.1 空载特性分析首先,有限元分析了该电机模型的空载特性,包括求解空载反电动势,反电动势的谐波含量,气隙磁场中的径向磁密分布。

永磁同步电机空载时,由于电枢电流很小,电机内仅有永磁体所建立的永磁磁场(主磁场和漏磁场)。

空载反电动势是永磁同步电机的一个非常重要的参数,E 0 的大小对电机的动、稳态性能都有很大的影响,合理地设计电机的E 0 可以降低空载电流,提高功率因数和效率,降低电机温升。

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永磁同步电机失磁故障的对策分析1.引言永磁同步电机由于其结构简单、运行可靠、损耗少、功率密度高、电机的形状和尺寸可以灵活多样等显著优点,应用范围极为广泛,遍及航空航天、国防、工农业和产和日常生活的各个领域。

目前,永磁电机的应用领域仍在不断的拓展,风力发电、电动汽车等新能源领域也在大量使用永磁电机。

因此,为了确保像电动汽车这样的应用系统以及其它对可靠性要求更高的应用领域的安全性,必须重视永磁同步电动机运行的可靠性和稳定性。

嵌入电机内的永磁体是永磁同步电机重要的结构部件,它的磁性能直接影响永磁同步电机的效率、性能和可靠性。

在温度、电枢反应及机械振动等因素影响下,嵌入电机内的永磁体可能会产生不可逆失磁,使电机性能急剧下降,甚至有可能导致电机停转,对于像电动汽车这样的应用系统,永磁电机的突然失磁是非常危险的。

因此,分析永磁同步电机的永磁体磁性能及失磁故障,对电机安全高效运行具有十分重要的意义[1][2]。

2.国内外研究现状近年来,国内外对永磁材料的失磁机理和永磁同步电机的失磁故障进行了广泛的研究。

文献[3]对稀土永磁材料的交流失磁现象进行研究,总结出稀土永磁材料表面磁感应强度在不同频率的交变磁场作用下随时间的变化规律。

文献[4]针对稀土永磁同步电机在运行一段时间后性能下降这一现象,分析了引起电机失磁的原因,提出了在检修和运行中避免失磁的一些有效方法。

文献[5]提出了一种基于卡尔曼滤波器的永磁同步电机永磁体磁场状况在线监测方法。

文献[6][7]中通过建立参数模型或有限元模型来研究电机的失磁故障,提出了一些对永磁同步电机失磁故障的监测方法。

文献[10]对失磁故障原因进行了全面的分析,提出了离线和在线检测方法。

基于永磁体磁场状况的动态监测,可防止永磁电机失磁状况的恶化,降低不可逆失磁程度。

文献[13]提出一种改进的反电势法,可用于永磁体磁链估计。

3.永磁同步电机失磁的发生任何磁性材料都存在材料自身的磁性能稳定问题。

永磁材料也具有失磁特性,当嵌入电机内作为励磁磁极后,受电机运行时温度、电枢反应、机械振动以及其它因素的综合影响,永磁体发生不可逆失磁的风险增加,导致电机的性能下降甚至使电机停转。

●机械与化学原因引起永磁体失磁的机械方面的原因主要是发生剧烈振动使永磁体破损、碎裂,磁畴的磁矩方向发生变化从而使永磁体磁性能下降。

化学失磁主要是由于永磁体表面处理不当,或表面镀层破坏导致永磁体暴露而锈蚀引起的。

●温度温度对永磁体的磁性能有很大的影响。

在永磁体使用过程中,环境温度处于变化中,其磁性能随着温度的变化而变化,在其它工作条件都正常仅温度升高时,永磁体有可能产生不可逆失磁。

●冲击电流电机发生短路故障或瞬时过载产生的冲击电流都会引起同步电机失磁的发生。

●涡流在电机处于负载工况时,特别是高速弱磁时,电机的合成磁场存在大量谐波,将在永磁体表面产生涡流,导致永磁体温度升高,增加了永磁体的失磁风险。

●去磁磁场如果控制系统不稳定,在高速时会产生过大的去磁电流,可能导致永磁体失磁。

4.失磁对电机性能的影响失磁对同步电动机有很大危害。

永磁电机中的永磁体失磁后,电机的性能下降,出力不足。

如果失磁严重,电机将不能驱动负载甚至被烧毁。

假定在某一恒定负载下,永磁体发生了不可逆失磁,磁性能就会降低,剩余磁感应强度会下降。

如果电机负载不变,即要求输出的电磁功率不变,必然会使功角增大和电流增加来产生与负载平衡的电磁力矩。

随着永磁同步电机不可逆失磁的产生,电机的铁损和铜损都会增加,电机效率明显下降[11]。

永磁同步电机在设计时,通常会把空载反电动势设置在一个合理的范围,以便节省永磁材料、提高功率因素和电机效率。

失磁发生后,永磁体磁性能的改变直接影响气隙磁场的分布,气隙磁通的基波及谐波幅值也将发生改变。

若电机仍以额定转速旋转,在定子绕组中产生的感应电动势将随之发生改变。

空载感应电动势(反电动势)是反应电机永磁体磁性能最直接的变量。

反电动势的大小不仅决定电机运行于增磁状态还是去磁状态,而且对电机的动态性能和稳态性能都有很大的影响。

研究反电动势的变化便可以直接掌握永磁体磁性能的变化。

5.永磁电机失磁的检测方法5.1仪器检测文献[4]中提出了用仪器检测电动机的气隙磁场来判断电机是否失磁。

主要检测方法可分为以下几个方面:●特斯拉计特斯拉计(高斯计)是根据霍尔效应制成的,可以方便地测试气隙中的磁场、磁体的表面磁场和距磁体一定距离的磁场。

测试时,转动霍尔探头,使之与磁场方向垂直。

特斯拉计测试的磁场是霍尔片上的平均磁场,接近于点测试,可以测出磁场的不均匀性。

●磁通表磁通表(韦伯计)是利用电磁感应定律测量磁通量的直读仪表。

当测试线圈从磁场中抽出时,磁通表指针发生偏转。

线圈内被测磁通或磁通密度可用仪表说明书中给定的公式计算。

用抽拉线圈方法可以测得线圈面积内平均磁通密度或磁场值。

●直流磁特性测试仪直流磁特性测试仪能够同时测试材料的Br,Hc,其工作原理是用电子磁通计测出在外磁场作用下磁化强度或磁感应强度的变化,同时用另一电子磁通计或霍尔探头测出空隙中磁场的变化,将信号分别输入X—Y记录仪的x端和y端,由此自动记录材料的退磁曲线和磁滞回线。

仪器检测虽然简单易实现但并不准确,不能对失磁机理进行深入的分析。

除上述方法之外,还有Matlab仿真,有限元分析法等。

5.2 Matlab仿真Matlab提供了强大的信号处理能力和图形处理能力,在此基础上结合Matlab可视化编程功能对电机故障诊断中信号处理部分进行可视化编程,使得信号处理过程简单方便,并且能够对信号进行多种变换,有利于诊断人员观察故障特征,得出正确的故障诊断结果。

5.3有限元分析法有限元法是将连续的求解域离散为一组单元的组合体,用在每个单元内假设的近似函数来分片地表示求解域上待求的未知场函数,从而使一个连续的无限自由度问题变成离散的有限自由度问题[9]。

有限元法在20世纪40年代被提出后逐渐应用于飞机设计和工程电磁分析领域,能对复杂的电磁场进行高精度求解。

它具有适应复杂边界条件或边界形状、较高的求解精度、能求解非线性问题等优点,因此,特别适合求解电机这类边界条件复杂、存在非线性材料的磁场问题。

5.3.1 电磁场有限元法电磁场有限元法是对电磁场偏微分方程求数值解,它的求解步骤是首先将整个求解区域离散化,分割成许多小的区域,称之为“单元”或者“有限元”。

然后将偏微分方程的边值问题等价为条件变分问题及泛函数求极值的问题,利用剖分插值在单元上构造插值函数,离散化变分问题为普通多元函数的极值问题,以及最终演变成求解一组多元代数方级组,这些方程的解就是待求边值问题的数值解。

通过电磁场有限元法求得各点磁位后,再通过变换(即后处理)就可以得到分析所需要的力、转矩、损耗、电抗、电动势等参数[11] 。

5.3.2 电磁场仿真软件Ansoft介绍如果借助有限元电磁场仿真元件,电机设计和故障分析会变得非常方便,其求解精度满足工程要求,且速度相当快。

Ansoft是世界著名的商用电磁场有限元软件之一,主要用于设计和分析各种电磁设备和机电设备,例如:电机、变压器、传感器及其它电磁设备。

它基于麦克斯韦方程,采用有限元离散形式,将工程中的电磁场计算转变为庞大的矩阵求解,具有操作界面友好,能够进行分布式计算和并行计算,求解准确性高等特点。

Ansoft 能够自动自适应产生适当、高效和准确的网格剖分,这种自动自适应剖分技术可以使有限元分析变得更简单。

利用Ansoft软件,可以分析电机在不同工况下的磁场分布情况,获得各种性能参数曲线与数据。

6.总结通过以上文献资料的整理,大致确定了对永磁同步电机进行失磁诊断的思路:基于功能强大的有限元电磁场仿真软件Ansoft对永磁同步电机进行建模仿真,模拟其发生失磁故障,对失磁状态下的空载反电动势频谱进行分析,并与正常状态下的运行情况进行比较;同时分析电机在额定负载下失磁后一些状态参数的变化情况。

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