高压自起动永磁同步电动机设计与研究
[Abstract]:High-voltage asynchronous induction motor has the ability of self-starting, but its efficiency and power factor are low, and its economic operating range is narrow with the load rate change; permanent magnet synchronous motor has high efficiency and power factor at a wide load rate, can operate at synchronous speed and high power density, but its starting and steady-state operation process requires frequency conversion. High-voltage self-starting permanent magnet synchronous motor (HV-LS-PMSM) combines the advantages of high-voltage asynchronous motor and permanent magnet synchronous motor, and becomes a leader in the current energy-saving and emission-reducing environment. The structure, characteristics, parameters and design problems of HV-LS-PMSM are studied and analyzed to realize the replacement of HV-LS-PMSM for high-voltage asynchronous motor. The characteristics and influencing factors of HV-LS-PMSM are analyzed. On the basis of analyzing the generation braking torque and the maximum electromagnetic torque in the steady-state process, the no-load back EMF of the motor is obtained. Salient ratio is the main influencing factor, and the design index of comprehensive starting and steady-state performance is given. The influence of rotor slot parameters on starting performance is studied by orthogonal method, and the proportion of rotor slot parameters on starting performance is analyzed, which can guide and optimize the design of HV-LS-PMSM. The selection principles of stator punch and stator winding, air gap, rotor punch and rotor magnetic circuit are analyzed, and the relative positions of different permanent magnets and rotor slots are given. Variation law and numerical value of magnetic flux leakage coefficient between poles.Using the method of combining field with circuit,the parameters,working characteristics and starting performance of the motor are calculated.A series of electromagnetic schemes of 6kV and 10KHV-LS-PMSM are completed.The design parameters and structure diagrams are given for typical specifications.The steady-state performance and starting performance of HV-LS-PMSM are analyzed based on finite element method,and the motor is verified. It has good stability under 1.5, 2.0, 2.5, 3.0 times rated torque load, and good starting performance at rated voltage, 7% below rated voltage or 10% above rated voltage. The insulation structure of stator winding is designed, and the electric field of stator winding and insulation structure is analyzed, including slot electric field, corner electric field and so on. The electric field at the end confirms the safety of the insulation structure of the motor. Based on the design and analysis, a prototype is manufactured and a test bench is set up for experiment. The field application of the motor is realized. The results show that the motor has good working characteristics.
【学位授予单位】:沈阳工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM341
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,本文编号:2198003
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