笼型实心转子屏蔽电机电磁场有限元分析与计算
笼型实心转子屏蔽电机具有普通屏蔽电机的运行特性,但其转子采用铁磁实心体中嵌入笼型导条的结构型式,使得该种电机既有实心转子电机转子机械可靠性高的特点,又有普通鼠笼异步电机小转差率运行时力能指标高的优点,因而在许多传动系统中得到了应用。 电机运行时,定、转子屏蔽套和转子实心体中感应出的涡流不但对气隙磁场的分布产生影响,而且由其产生的涡流损耗使得电机温升增加,效率下降。单纯依靠磁路法对该种电机进行电磁设计和性能分析,不能精确计及铁心饱和与涡流的影响,计算结果与实测值相比往往有较大误差。应用有限元数值计算方法,可以...
笼型实心转子屏蔽电机具有普通屏蔽电机的运行特性,但其转子采用铁磁实心体中嵌入笼型导条的结构型式,使得该种电机既有实心转子电机转子机械可靠性高的特点,又有普通鼠笼异步电机小转差率运行时力能指标高的优点,因而在许多传动系统中得到了应用。 电机运行时,定、转子屏蔽套和转子实心体中感应出的涡流不但对气隙磁场的分布产生影响,而且由其产生的涡流损耗使得电机温升增加,效率下降。单纯依靠磁路法对该种电机进行电磁设计和性能分析,不能精确计及铁心饱和与涡流的影响,计算结果与实测值相比往往有较大误差。应用有限元数值计算方法,可以较全面地考虑这些因素对电机性能的影响,揭示出磁场和涡流的分布规律,为电机运行性能的分析以及工程优化设计提供了较为可靠的理论参考。 本文首先根据笼型实心转子屏蔽电机的结构特点,建立了该种电机的等效电路,提出了通过有限元数值计算求解等效电路参数的方法;在一定的假设条件下,推导了定子屏蔽套中涡流损耗的计算公式,分析了影响屏蔽套涡流损耗的各种因素,指出了减小损耗的措施。其次,概述了电磁场有限元数值计算的原理和求解方法,总结了电机的各种二维有限元计算模型以及每种模型的适用范围和优缺点。通过二维非线性时谐场有限元建模,分析了一台笼型实心转子异步电机起动时铁心的饱和情况与转子涡流的集肤效应。最后,对一台笼型实心转子屏蔽电机进行了二维瞬态场有限元建模与求解,分析了电机在空载起动和额定运行工况下的性能指标;计算了定子屏蔽套的涡流损耗,通过将数值计算结果与解析公式计算值进行比较,验证了有限元法在该电机涡流场分析中的可靠性与准确性。
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作者: 杨通
学科专业: 电机与电器
授予学位: 硕士
学位授予单位: 华中科技大学
导师姓名: 周理兵
学位年度: 2006
语 种: chi
分类号: TM343
在线出版日期: 2008年11月3日