双斜槽转子高效率低噪声感应电机的基础理论及实验研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51677051
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0703.电机及其系统
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

In order to achieve the design goal of high-efficient and low noise motor, this project focuses on the fundamental theory and experimental research for high-efficient and low-noise induction motor. The contents of the main research are as follows: 1) Explore the distortion theory of the air-gap flux density under double skew rotor condition and study the effects of the skew rotor on the fundamental and harmonics of the air-gap flux density. A suitable 3D mathematical model of complex air-gap flux density will be established next; 2) Obtain the distribution of air-gap flux density by finite element method and extract the harmonics by 2D fourier transform and analytical method; 3) Maxwell tensor method is applied to analyzing the electromagnetic excitation forces. An appropriate noise model is proposed by considering the influence of order, amplitude and frequency of the harmonics; 4) Inter-bar resistance will be introduced to establish high-frequency circuit to calculate the distribution of stray losses. Furthermore, different slot combinations, skew angles, slot types and segmented modes of the rotor will be discussed to analyze the electromagnetic noise and the distribution of the losses together with the performance of the motor; 5) According to the design theory, a prototype will be made to verify the reasonability and correctness of the theory. This project will change the situation of the noise and efficiency of the motor. It may satisfy the national demands of strategy of sustainable development greatly. It also has significant influence on high-efficient and low noise induction motor with an important practical value.
为了达到高效率与低噪声兼顾的目标,本项目开展双斜槽转子高效率低噪声感应电机的基础理论及实验研究。包括:1)探索双斜槽转子结构下的气隙磁场畸变原理,全面深入研究双斜槽转子对气隙磁场基波和谐波的影响,建立合适的复杂三维磁场数学模型;2)采用有限元法仿真获取气隙磁场分布,运用二维离散傅里叶法和解析法相结合提取时空谐波分量;3)运用麦克斯韦张量法分析电磁激振力,考虑电磁力的阶次、幅值、频率对噪声的影响,建立合适的电磁噪声模型;4)引入横向电阻建立高频等效电路模型,计算损耗分布状况,研究在不同槽配合、斜槽角度、槽型尺寸以及转子分段方式等多维参数变化下,电磁噪声以及损耗分布情况;5)根据上述原理,选择最佳参数,进行样机研制,验证理论分析的正确性。本项目的研究将改变长期以来我国感应电机效率与噪声水平无法兼顾的局面,满足节能减排的国家科技需求,对高效率低噪声感应电机的研制具有重大的现实意义和实用价值。

结项摘要

双斜槽转子电机具有高效率低噪声的特点,相比传统斜槽转子电机,双斜槽转子的应用可以大幅削弱气隙谐波磁场,同时基波磁场幅值降低不明显。本项目的主要研究成果包括:1)深入开展了双斜槽转子对气隙磁场畸变效应研究。建立了较为精确的气隙磁场三维数学模型,并考虑双斜槽转子对转子及饱和磁场分量轴向变化的影响。2)基于电机电磁噪声的分析和耦合仿真,对双斜槽转子关键参数的优化设计,并提出电机结构的创新从而改善噪声水平。3)双斜槽转子感应电机附加损耗的分析及计算。通过二次许克变换,精确计算中环区域空间磁场分析,并基于导体分层法计算转子涡流损耗。同时建立单位区域电路模型,在高低接触电阻率区间分别计算横向电流损耗。4)等槽或虚拟等槽配合时双斜槽转子电机的附加转矩研究。针对不同槽配合时的附加转矩特点,改进谐波转矩计算模型,增加了双斜槽转子槽配合的选择范围。本项目试制了若干台样机,验证了双斜槽转子设计方法的合理性,以及该电机在降噪提效等性能的优越性。本项目的研究在感应电机基础理论研究,以及电机优化设计方面取得了重要的进展,为高效率低噪声感应电机的研制具有重要的理论意义和实用价值。

项目成果

期刊论文数量(21)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(8)
A Novel Computational Method of Skewing Leakage Reactance for a Doubly Skewed Rotor Induction Motor
双斜转子异步电动机斜漏抗计算新方法
  • DOI:
    10.1109/tec.2018.2848631
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Energy Conversion
  • 影响因子:
    4.9
  • 作者:
    Bao Xiaohua;Fang Jinlong;Di Chong;Xu Sheng
  • 通讯作者:
    Xu Sheng
单双层低谐波绕组感应电机振动噪声分析
  • DOI:
    10.15934/j.cnki.micromotors.2018.10.004
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    微电机
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李泽辰;鲍晓华;徐威;刘佶炜
  • 通讯作者:
    刘佶炜
Calculation and analysis of unbalanced magnetic pulls of different stator winding setups in static eccentric induction motor
静态偏心感应电机不同定子绕组设置的不平衡磁力计算与分析
  • DOI:
    10.1088/1674-1056/27/8/088401
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Chinese Physics B
  • 影响因子:
    1.7
  • 作者:
    Zhou Yang;Bao Xiaohua;Ma Mingna;Wang Chunyu
  • 通讯作者:
    Wang Chunyu
Analysis of core loss of three-phase induction motors equipped with concentric single-double layer star-delta winding
同心单双层星三角绕组三相异步电动机铁损分析
  • DOI:
    10.3233/jae-190003
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics
  • 影响因子:
    0.6
  • 作者:
    Li Zechen;Bao Xiaohua;Ni Youyuan;Cheng Shuai;Liu Jiwei
  • 通讯作者:
    Liu Jiwei
Analysis of electromagnetic torque of induction motors with two different doubly skewed rotors
两种不同双斜转子感应电机电磁转矩分析
  • DOI:
    10.3233/jae-170085
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics
  • 影响因子:
    0.6
  • 作者:
    Bao Xiaohua;Fang Jinlong;Ni Youyuan;Xu Wei;Wu Changjiang
  • 通讯作者:
    Wu Changjiang

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  • 通讯作者:
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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