计及谐波条件下的变系数电机铁耗模型

发布时间：2017-09-20 05:25

  本文关键词：计及谐波条件下的变系数电机铁耗模型

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【摘要】：受电机内部磁路饱和、时空谐波及磁化方式等复杂因素影响,感应电机铁耗计算是工程界面临的难点问题。为了解决这一问题,本文通过理论分析、有限元计算以及实验验证相结合的方法,建立了计及谐波条件下三项式、两项式分段变系数铁耗计算模型,并对正弦供电条件下和变频供电条件下的感应电机损耗进行了精细化分析,主要工作如下：1.以经典Bertotti常系数铁耗模型为基础,本文提出一种用于电机损耗精细化分析的三项式分段变系数铁耗模型,该模型分别在磁滞和涡流损耗项中引入附加磁密项,用于考虑磁路饱和导致涡流损耗增加及谐波磁场引起的局部磁滞损耗增加现象,模型中主要系数均随磁密幅值和频率变化,能够很好地反映基波及谐波磁场对铁耗影响,可以对磁滞、涡流及异常损耗进行准确分离,实现铁耗精细化分析,并通过实验验证了该模型有效性。2.经计算分析,发现异常损耗在铁耗中所占总铁耗的比例较小,并且当磁密频率较高时很难将涡流和异常损耗区分开来,为了简化三项式铁耗模型以及降低模型系数求解复杂程度,本文提出一种两项式分段变系数铁耗计算模型,并通过实验验证了该模型有效性,进一步利用该模型对5.5kW和55kW两台电机在正弦供电时的空载铁耗进行了精细化分析。3.利用所提出的两项式变系数模型,以5.5kW电机为例,对比分析了正弦和变频供电条件下定转子铁芯主要位置磁密随时间变化情况,揭示了在空载和负载情况下基波和谐波磁场产生的铁耗在定转子铁心的分布特点,获得了谐波磁场对定转子附加铁耗的影响规律。
【关键词】：感应电机 变频 铁耗 谐波
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM346
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-14
• 1.1 选题背景及其研究意义10-11
• 1.2 电机铁耗的发展动态及研究现状11-12
• 1.3 本文的主要工作12-14
• 第2章 三项式分段变系数铁耗计算模型14-30
• 2.1 铁耗的分类14-15
• 2.2 经典三项常系数模型15-17
• 2.2.1 经典三项常系数模型介绍15
• 2.2.2 三项常系数模型存在的问题15-16
• 2.2.3 解决途径16-17
• 2.3 分段变系数铁耗模型建立17-19
• 2.3.1 分段变系数计算模型17-18
• 2.3.2 考虑旋转磁化后的铁耗模型18-19
• 2.3.3 新建模型的特点19
• 2.4 分段变系数模型损耗系数求解方法19-22
• 2.4.1 磁滞损耗系数和异常损耗系数的求解19-20
• 2.4.2 涡流损耗附加磁密高次项系数的求解20-21
• 2.4.3 磁滞损耗附加磁密低次项系数的求解21-22
• 2.5 新建模型系数求解22-25
• 2.5.1 硅钢片损耗的测试22-24
• 2.5.2 模型损耗系数的求解实例24-25
• 2.6 实验验证25-27
• 2.6.1 实验方案及铁耗实测方法25-26
• 2.6.2 铁耗计算与实测结果对比26-27
• 2.7 铁耗精细化分析实例27-29
• 2.8 本章小结29-30
• 第3章 两项式分段变系数铁耗计算模型30-41
• 3.1 两项式分段变系数铁耗模型30-32
• 3.1.1 分段变系数硅钢片损耗计算模型30
• 3.1.2 考谐波磁场后的感应电机铁耗模型30-31
• 3.1.3 考虑旋转磁化后的感应电机铁耗模型31
• 3.1.4 新建模型的特点31-32
• 3.2 分段变系数模型损耗系数求解方法32-33
• 3.2.1 磁滞损耗系数的求解32
• 3.2.2 涡流损耗附加磁密项系数的求解32-33
• 3.2.3 磁滞损耗附加磁密项系数的求解33
• 3.3 损耗系数求解算例33-35
• 3.4 实验验证35-38
• 3.4.1 利用硅钢片对模型进行验证35-37
• 3.4.2 利用感应电机对本文模型进行验证37-38
• 3.5 铁耗精细化分析实例38-39
• 3.6 本章小结39-41
• 第4章 变频供电条件下感应电机的铁耗计算模型41-56
• 4.1 变频供电条件下电机内部磁场分布特点41-43
• 4.1.1 变频器输出电压波形41
• 4.1.2 电机定转子典型位置磁密变化情况41-43
• 4.2 两项式分段变系数铁耗模型的改进43-46
• 4.2.1 经典两项式铁耗模型的介绍43-44
• 4.2.2 分段变系数铁耗模型44
• 4.2.3 考谐波磁场后的感应电机铁耗模型44-45
• 4.2.4 考虑旋转磁化后的感应电机铁耗模型45-46
• 4.3 模型损耗系数的求解46-47
• 4.3.1 经典两项式模型系数的求解46
• 4.3.2 涡流损耗附加磁密项系数的求解46-47
• 4.3.3 磁滞损耗附加磁密项系数的求解47
• 4.4 损耗系数求解算例47-48
• 4.5 变频供电下电机铁耗精细化分析实例48-53
• 4.5.1 变频条件下电机铁耗空间分布的变化情况48-51
• 4.5.2 变频条件下电机基波和谐波铁耗的变化情况51-53
• 4.6 实验验证53-54
• 4.6.1 实验方案及铁耗实测方法53
• 4.6.2 铁耗计算与实测结果对比53-54
• 4.7 本章小结54-56
• 第5章 变频供电条件下感应电机负载铁耗分布特点及其精细化分析56-68
• 5.1 不同运行条件下感应电机磁场的分布特点56-61
• 5.1.1 正弦供电条件下负载对电机磁场分布的影响56-58
• 5.1.2 变频供电条件下电机磁场分布的分布特点58-61
• 5.2 负载运行条件下变频电机铁耗的分布特点61-67
• 5.2.1 变频电机负载运行条件下电机铁耗空间分布的变化情况61-65
• 5.2.2 变频电机负载运行条件下电机基波和谐波铁耗的变化情况65-67
• 5.3 本章小结67-68
• 第6章 结论与展望68-70
• 6.1 结论68-69
• 6.2 进一步研究工作展望69-70
• 参考文献70-76
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果76-77
• 攻读硕士学位期间参加的科研工作77-78
• 致谢78

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1 张涵;谢宝昌;张舟云;应红亮;丁p苊，

本文编号：886165