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凸极同步电动机起动过程中电磁场和温度场的数值计算

作　者: 丁树业
导　师: 李伟力
学　校: 哈尔滨理工大学
专　业: 电机与电器
关键词: 凸极同步电动机有限元法电磁场三维瞬态温度场
分类号: TM341
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 338次
引　用: 5次
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内容摘要

凸极同步电动机的起动过程是一个相当复杂的过程,要想准确地描述这一物理过程,从包括电磁场、温度场在内的多场耦合的角度进行分析是必要的。因为电动机频繁起停或者在重负载的情况下起动是很常见的,然而在起停的过程中就会发生电磁关系很大的变化,在起动绕组中产生很大的起动电流,从而产生明显的热效应,使得起动绕组的温升在较短的起动时间内发生较大的变化,甚至引起部件结构的发热变形甚至发生起动绕组烧毁的严重后果。本文正是从实际应用的角度出发,来研究凸极同步电动机在起动过程中的电磁场和电机转子温升变化规律。首先利用电磁场理论和变分法建立了凸极同步电动机起动时二维电磁场的数学模型,给出了正弦时变场单元分析过程和离散格式以及最终的总体合成方程,明确了凸极同步电动机起动时的求解域、边界条件和假设条件,采用有限元法进行了计算,求得阻尼条在起动过程中的电流值;其次在三维稳态温度场泛函和离散格式的基础上,推导了瞬态温度场泛函和离散格式,采用有限元方法从耦合场的弱耦合角度计算了凸极同步电动机在起动过程中随时间变化的电机内温度场的分布;最后以TZ99/51-6凸极同步电动机为实例进行了计算,将理论值与实际值进行了比较,验证了计算的准确性。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章绪论  9-14
  1.1 课题研究的意义  9-10
  1.2 国、内外研究现状  10-12
  1.3 论文的工作  12-14
第2章凸极同步电动机起动过程中电磁场的数值分析  14-36
  2.1 正弦时变电磁场的有限元法分析  14-27
    2.1.1 电磁场的基本方程  14-16
    2.1.2 正弦时变场的条件变分问题  16-19
    2.1.3 条件变分问题的离散化  19-27
  2.2 凸极同步电动机起动过程中电磁场的数值计算  27-34
    2.2.1 电动机二维电磁场的模型及基本假设  27-28
    2.2.2 凸极同步电动机起动过成中二维电磁场的数值计算  28-34
  2.3 本章小结  34-36
第3章电动机起动时三维温度场有限元分析和边界条件的确定  36-63
  3.1 三维瞬态温度场的微分方程  36-40
    3.1.1 传热学的基本方程和导热微分方程  36-38
    3.1.2 导热微分方程和边界条件  38-40
  3.2 三维瞬态温度场的泛函和离散格式  40-59
  3.3 凸极同步电动机转子温度场边界条件  59-62
  3.4 本章小结  62-63
第4章凸极同步电动机起动过程中三维瞬态温度场的数值计算  63-71
  4.1 同步电动机瞬态温度场有限元计算的数学模型及计算区域  63-65
  4.2 凸极同步电动机瞬态温度场的计算  65-70
    4.2.1 导热和散热系数的确定  65-67
    4.2.2 转子瞬态温度场的求解  67-70
  4.3 本章小结  70-71
结论  71-72
参考文献  72-77
攻读硕士学位期间所发表的学术论文  77-78
致谢  78

凸极同步电动机起动过程中电磁场和温度场的数值计算

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