高效铸铜转子电机性能分析及试验研究

发布时间：2020-08-08 19:31

【摘要】：面临当今世界一次能源不断枯竭的巨大压力,世界各国各种高效、节能系列产品相继大量的涌现,高效、节能产品成为当今世界的焦点,感应电机消耗了全世界绝大多数电能,随着节能技术的发展,尤其是铸铜转子感应电机的出现,其效率不断提高,已达到IE4能耗等级,与此同时,其运行性能的变化有待进一步分析和研究,这将对世界节能和工业制造具有重要意义。本文以一台2.2 k W高效铸铜转子感应电机为研究对象,在给出高效铸铜转子感应电机的基本结构的基础上,基于有限元法计算方法,建立了高效铸铜转子感应电机的数学模型,并以IE3能耗等级的铸铝感应电机作为对比研究对象,对两种不同转子材料的感应电机进行对比分析,研究不同转子导条材料时电机的空载性能、不同负载率下的负载性能及其起动性能,分析铸铜转子电机和铸铝转子电机在空载、起动和额定负载状态下电流、电压、磁密、转速、转矩、磁力线等参数的变化状态和变化趋势,最后分别制造一台铸铜转子样机和一台铸铝转子样机,并对这两台样机进行详细的型式试验,获得型式试验数据。有限元分析与试验验证表明,高效铸铜转子感应电机在空载运行时,因效率比铸铝感应电机低,定、转子电流均略有增加。起动过程中,转子电流增加明显,但最大瞬时转矩基本不变。铸铜转子感应电动机能有效地降低转子铁心槽口涡流损耗和杂散损耗,其效率和功率因数较高,定子电流较小,额定运行时的温升较低,同时,铸铜转子感应电机的定子起动电流约为铸铝转子感应电机的1.1倍左右,起动转矩约为铸铝转子电机的80%左右,但其最大负载转矩基本保持不变,因此,适合作为高效电机拖动一般起动转矩要求负载。
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM306
【图文】：

总结铸铜转子工艺下，电机的优化及设计方法，对设计高效异动机具有重要的意义和应用的价值。1.2 课题研究现状由于在世界各国中，电机系统的能耗均占有很大比例，随着资源的越匮乏，全球的发达国家均展开了电机系统的节能减耗工作。出于环保和的考虑，当前全球许多国家都高度重视电动机系统的节能，欧盟、美国大利亚和加拿大等国都制订了提升能效等级标准的规划和有关电机的能准。国内外能效等级标准对照如图 1-1 所示。

图 2-1 电机定子槽形结构与尺寸Fig.2-1 Slot type and size of the motor stator铜工艺的质量，避免因工艺而影响电机性能，图 2-2 所示。图 2-2 电机转子槽形结构与尺寸

应电机的常见结构，即定子绕组采用单层结图 2-1 电机定子槽形结构与尺寸Fig.2-1 Slot type and size of the motor stator铜工艺的质量，避免因工艺而影响电机性能图 2-2 所示。

【参考文献】

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本文编号：2786014