基于ANSYS异步电动机过载热保护的研究

发布时间：2023-03-24 18:53

　　异步电动机作为一种典型的原动力及驱动装置,在工业生产和生活中被广泛应用。能够准确了解异步电动机过载运行情况下温升的变化规律,对电动机进行过载热保护,提高其运行的安全与稳定性具有重要的理论价值和现实意义。本文以鼠笼式三相异步电动机为研究对象,采用ANSYS对电动机进行磁场以及温度场的相关分析,并结合神经网络对电动机进行温升预测,研究有限元分析与神经网络相结合的电动机过载热保护方法。主要工作如下:(1)通过ANSYS建立了电动机二维模型,对其相关等效导热系数进行详细分析计算,在Workbench平台中对电动机进行网格划分以及施加载荷等操作,并对电动机进行了瞬态热分析,建立了电动机的热辐射模型。针对电动机负载随时间不断变化的问题,在瞬态热分析时采用载荷时间曲线的方式更直观的表达了载荷与时间两者之间的变化关系。通过ANSYS在每一步计算后反馈有用数值的操作,提高了时间积分算法的准确性。(2)基于建立的电动机二维有限元模型,对三相异步电动机在不同负载运行情况下的磁力线分布以及温度场分布进行仿真研究。经过实际数据与测量数据的对比得知,电动机在各种运行情况下的电流误差为±0.05A,铁损耗误差为±0...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 论文主要研究内容与章节安排
第2章 电动机热故障及其分析
    2.1 电动机热故障分析
    2.2 热保护研究方法
        2.2.1 热保护研究传统方法
        2.2.2 热分析有限元法
    2.3 本章小结
第3章 基于ANSYS的电动机建模及瞬态热分析
    3.1 电动机热辐射建模及分析
        3.1.1 电动机应用材料的导热系数
        3.1.2 定子绕组等效导热系数
        3.1.3 定转子间空气间隙等效导热系数
        3.1.4 电动机内热源分析
    3.2 Workbench网格划分
        3.2.1 网格划分平台及特点
        3.2.2 网格划分方法
        3.2.3 网格参数设置
    3.3 Workbench施加载荷与边界条件
        3.3.1 施加载荷
        3.3.2 边界条件
    3.4 ANSYS瞬态热分析
        3.4.1 热传递方式
        3.4.2 瞬态热分析及控制方程
        3.4.3 时间积分与步长
        3.4.4 瞬态分析精确程度的评估
    3.5 本章小结
第4章 电动机的磁场与温度场分析
    4.1 耦合场分析概述
    4.2 电动机磁场分析
    4.3 电动机温度场分析
        4.3.1 电动机铁损耗分析
        4.3.2 电动机铜损耗分析
    4.4 电动机的散热
    4.5 本章小结
第5章 电动机温升的智能预测
    5.1 BP神经网络算法
        5.1.1 标准BP网络算法
        5.1.2 标准BP网络算法的改进
    5.2 基于神经网络的电动机温升智能预测
        5.2.1 电动机温升预测模型
        5.2.2 温升试验数据的处理
        5.2.3 神经网络的结构设计
        5.2.4 神经网络的测试分析
    5.3 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录



本文编号：3769659