大功率高压变极双速异步电机的设计与研究

发布时间：2023-11-22 20:03

　　变极双速异步电机是一种调速电机,具有结构简单、操作方便、更为经济等优点,在风机、水泵类等对调速性能要求不高的场合得以广泛应用,能够起到很好的节能效果。本文所研究的变极电机为大功率高压变极异步电机,其额定功率为5600KW/3500KW、额定电压为10 KV。具体研究内容分为以下几个方面:首先,本文分析了变极理论以及方法,并基于统一设计法设计出了采用反向法变极的定子绕组的两种设计方案,分别为正规方案和两份式非正规方案。这两种方案对变前极8极即高速极来说分布系数均较高,满足电机的性能要求。并通过绕组磁势计算和电流平衡对两种方案进行对比分析,得出绕组磁势谐波较小且对变前极和变后极来说均有利的最优方案,同时给出对两极最优的节距选择。其次,在给定子槽数为72槽的情况下,选取避免产生附加转矩的常用的三种不同转子的槽配合,并根据电磁场理论在第二章设计的定子绕组的基础上建立不同槽配合下变极电机的二维瞬态磁场模型,利用Ansys中的Maxwell进行时步有限元计算,对变极电机在两种极数下空载磁场变化和负载磁场变化下进行分析,得出槽配合变化时对气隙磁场的影响。然后,分析不同槽配合对所研究变极电机的起动特性...

【文章页数】：100 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题的研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 変极电机交流绕组研究现状
        1.2.2 変极电机槽配合选择研究现状
        1.2.3 変极电机有限元分析现状
    1.3 课题来源及本文主要研究内容
第二章 变极电机交流绕组的方案设计与研究
    2.1 单绕组变极理论及方法介绍
    2.2 变极绕组的设计
        2.2.1 二维槽号相位图
        2.2.2 绕组不同方案的槽号排列
        2.2.3 绕组的连接方式
    2.3 绕组的节距选择与谐波分析
        2.3.1 绕组的节距选择
        2.3.2 绕组的谐波计算与分析
        2.3.3 绕组方案平衡度对比
    2.4 本章小结
第三章 变极电机有限元模型的建立及磁场分析
    3.1 槽配合的选择
        3.1.1 槽配合的选择对电机性能影响
        3.1.2 槽配合选择表
    3.2 电机有限元模型
    3.3 槽配合对大功率高压变极电机磁场的分析
        3.3.1 槽配合对变极电机空载磁场的分析
        3.3.2 槽配合对变极电机负载磁场的分析
    3.4 本章小结
第四章 槽配合对变极电机起动性能及损耗特性的影响
    4.1 槽配合对变极电机起动性能的研究
        4.1.1 起动性能的计算
        4.1.2 72/86槽配合时空载及负载起动性能
        4.1.3 72/88槽配合时空载及负载起动性能
        4.1.4 72/90槽配合时空载及负载起动性能
        4.1.5 三种槽配合的起动性能对比
    4.2 槽配合对变极电机铁耗的分析
        4.2.1 电机铁耗传统计算方法
        4.2.2 电机铁耗有限元计算方法
        4.2.3 槽配合对电机空载铁耗的影响
        4.2.4 槽配合对电机负载铁耗的影响
    4.3 槽配合对变极电机铜耗的影响
        4.3.1 电机铜耗传统计算方法
        4.3.2 电机铜耗有限元计算方法
        4.3.3 槽配合对变极电机定子铜耗的影响
        4.3.4 槽配合对変极电机转子铜耗的影响
    4.4 本章小结
第五章 槽配合对变极电机径向电磁力波的影响
    5.1 径向电磁力波的理论分析
        5.1.1 径向电磁力的解析计算法
        5.1.2 解析计算法计算径向电磁力实例
    5.2 径向电磁力波的有限元求解
        5.2.1 径向电磁力的有限元计算法
        5.2.2 変极电机径向电磁力有限元计算实例
    5.3 不同槽配合时径向电磁力波对比分析
        5.3.1 槽配合对变前极径向电磁力的影响
        5.3.2 槽配合对变后极径向电磁力的影响
    5.4 本章小结
第六章 实验与分析
第七章 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间取得的研究成果



本文编号：3866057