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双屏蔽复合转子电动机涡流损耗计算与性能分析

作　者: 张建涛
导　师: 梁艳萍
学　校: 哈尔滨理工大学
专　业: 电机与电器
关键词: 屏蔽电机复合转子三维涡流场涡流损耗
分类号: TM35
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 149次
引　用: 2次
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内容摘要

双屏蔽复合转子电动机的定转子屏蔽套有效阻止了传输介质对绕组及铁心的侵蚀,转子采用铁磁实心体中嵌入笼型导条的结构型式,它综合了普通屏蔽电机和复合转子电动机的运行特性,在国防及石油化工等领域具有重要的应用价值。然而由于其结构的特殊性,涡流和磁场分布极其复杂,在电机性能的计算分析上仍然存在诸多问题。本文针对双屏蔽复合转子电动机结构特点和工程设计要求,从磁场分析的角度对各结构件的涡流损耗和电机性能进行了深入的探讨和研究。首先,建立了求解双屏蔽复合转子电动机的三维涡流场数学模型,介绍了利用涡流场计算结果求解涡流损耗和定子绕组端部漏抗的数值计算方法。其次,用三维涡流场有限元法计算双屏蔽复合转子电机的端部阻抗以及端部损耗,在此基础上对电机直线段进行三维涡流场计算。对具有转子斜槽结构的双屏蔽复合转子电机空载、起动及负载等工况进行分析,得到了各工况下定转子屏蔽套、复合转子的涡流分布和电机的转矩、效率等性能指标。并与直槽方案进行对比,分析了转子斜槽对电机性能的影响。第三,分别采用经验公式法和数值解法计算了定转子屏蔽套的涡流损耗,对不同屏蔽套厚度和材料情况下的屏蔽套涡流损耗进行了计算,分析屏蔽套参数对其涡流损耗及电机性能的影响。最后,采用二维瞬态模型对电机的动态性能进行仿真计算,得到非理想空载起动和额定负载起动两种工况下各时刻电机的电流、电磁转矩和转速等一系列动态参数曲线族以及各起动时刻电机的磁场分布图。本课题的研究为双屏蔽复合转子电动机的理论分析和优化设计提供了有益的帮助。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第1章绪论  10-16
  1.1 本课题的研究对象与研究意义  10-12
  1.2 国内外研究概况和主要研究方向  12-15
  1.3 本文研究的主要内容  15-16
第2章双屏蔽复合转子电机三维涡流场数学模型  16-23
  2.1 双屏蔽复合转子电机实体模型  16-17
  2.2 三维涡流场数学模型  17-20
    2.2.1 电磁位的选择  17-18
    2.2.2 数学模型  18-20
  2.3 涡流损耗计算  20-21
  2.4 定子绕组端部漏抗计算  21-22
  2.5 本章小结  22-23
第3章双屏蔽复合转子电机三维涡流场计算  23-43
  3.1 端部三维涡流场计算  23-26
    3.1.1 端部实体模型  23-24
    3.1.2 计算结果与分析  24-26
  3.2 直线段三维涡流场计算  26-38
    3.2.1 计算前处理  26-28
    3.2.2 空载性能计算  28-29
    3.2.3 起动性能计算  29-33
    3.2.4 额定性能计算  33-38
  3.3 转子斜槽与直槽时电机性能比较  38-40
  3.4 气隙谐波磁势分析  40-42
  3.5 本章小结  42-43
第4章屏蔽套参数对其涡流损耗及电机性能影响  43-50
  4.1 屏蔽套涡流损耗计算  43-44
  4.2 屏蔽套参数对电机参数的影响  44-49
    4.2.1 屏蔽套厚度的影响  44-46
    4.2.2 屏蔽套导电性能的影响  46-48
    4.2.3 屏蔽套导磁性能的影响  48-49
  4.3 本章小结  49-50
第5章双屏蔽复合转子电机电磁性能动态分析  50-62
  5.1 数学模型  50-53
    5.1.1 电磁场数学模型  50-51
    5.1.2 电磁转矩和转矩方程  51-52
    5.1.3 运动边界的处理  52-53
  5.2 双屏蔽复合转子电机瞬态分析  53-61
    5.2.1 非理想空载起动  53-56
    5.2.2 额定负载起动  56-61
  5.3 本章小结  61-62
结论  62-63
参考文献  63-67
攻读硕士学位期间发表的学术论文  67-68
致谢  68

双屏蔽复合转子电动机涡流损耗计算与性能分析

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