100kW高速变频感应电机电磁特性分析与温度场计算

发布时间：2020-07-01 08:15

【摘要】：高速感应电机(HSIM)转子结构简单、机械强度高,在高速电机应用领域具有独特的优势,国外在高速感应电机领域已经积累了多年的研究经验,而国内的研究基础相对薄弱。本文将对一台1OOkW,25000rpm高速感应电机的一些基础问题展开研究,主要做了以下几方面工作:首先,对高速感应电机转速开环的恒压频比启动过程进行了分析。运用感应电机T型等效电路,推导了普通感应电机全压启动情况下的转速-时间(n-t)曲线,并认为高速电机在恒压频比启动过程中,转速都在相应频率点对应的n-t曲线上,基于此计算了高速电机整个变频启动过程的n-t曲线,结果与Simulink仿真值吻合较好。并通过计算给出了电机的机械特性曲线约束下的频率上升率限值;接着,从电磁理论的相对性出发,类比磁路法,运用电势概念和高斯定律从两个角度讨论了在新的参照系下交流电机气隙内电场分布规律,给出了新参照系下电磁转矩的表达式,结果进一步表明电磁理论的对称性,加深了对电机内电磁关系的理解;然后,重点关注了电机定子铁芯损耗的计算,在电机铁芯损耗正交分解计算模型的基础上,对计算表达式进行合理改写,使得借助有限元软件的后处理功能并利用磁场计算结果,可以直接进行磁滞损耗、经典涡流损耗和异常损耗的计算,结果表明计算方法有一定的参考作用;最后,在损耗计算结果的基础上,将解析法与有限元法相结合,建立了电机水冷的二维温度场分析计算模型。用解析法计算冷却水与水道之间的对流传热系数沿水道长度方向的变化规律,计算结果赋予二维求解模型作为边界条件进行求解计算。该方法将三维温度场分布求解问题降维,简化了计算过程,同时保证了模型的合理性。从样机实验结果与模型计算结果来看,模型有一定的实用性。
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM346
【图文】：

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图１－６飞轮储能系统的定子和转子

【参考文献】

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本文编号：2736516