籠型實(shí)心轉(zhuǎn)子屏蔽電機(jī)電磁場(chǎng)有限元分析與計(jì)算.pdf

1、籠型實(shí)心轉(zhuǎn)子屏蔽電機(jī)具有普通屏蔽電機(jī)的運(yùn)行特性，但其轉(zhuǎn)子采用鐵磁實(shí)心體中嵌入籠型導(dǎo)條的結(jié)構(gòu)型式，使得該種電機(jī)既有實(shí)心轉(zhuǎn)子電機(jī)轉(zhuǎn)子機(jī)械可靠性高的特點(diǎn)，又有普通鼠籠異步電機(jī)小轉(zhuǎn)差率運(yùn)行時(shí)力能指標(biāo)高的優(yōu)點(diǎn)，因而在許多傳動(dòng)系統(tǒng)中得到了應(yīng)用。 電機(jī)運(yùn)行時(shí)，定、轉(zhuǎn)子屏蔽套和轉(zhuǎn)子實(shí)心體中感應(yīng)出的渦流不但對(duì)氣隙磁場(chǎng)的分布產(chǎn)生影響，而且由其產(chǎn)生的渦流損耗使得電機(jī)溫升增加，效率下降。單純依靠磁路法對(duì)該種電機(jī)進(jìn)行電磁設(shè)計(jì)和性能分析，不能精確計(jì)及鐵心飽

2、和與渦流的影響，計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)值相比往往有較大誤差。應(yīng)用有限元數(shù)值計(jì)算方法，可以較全面地考慮這些因素對(duì)電機(jī)性能的影響，揭示出磁場(chǎng)和渦流的分布規(guī)律，為電機(jī)運(yùn)行性能的分析以及工程優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了較為可靠的理論參考。 本文首先根據(jù)籠型實(shí)心轉(zhuǎn)子屏蔽電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，建立了該種電機(jī)的等效電路，提出了通過(guò)有限元數(shù)值計(jì)算求解等效電路參數(shù)的方法；在一定的假設(shè)條件下，推導(dǎo)了定子屏蔽套中渦流損耗的計(jì)算公式，分析了影響屏蔽套渦流損耗的各種因素，指出了減小

3、損耗的措施。其次，概述了電磁場(chǎng)有限元數(shù)值計(jì)算的原理和求解方法，總結(jié)了電機(jī)的各種二維有限元計(jì)算模型以及每種模型的適用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)。通過(guò)二維非線性時(shí)諧場(chǎng)有限元建模，分析了一臺(tái)籠型實(shí)心轉(zhuǎn)子異步電機(jī)起動(dòng)時(shí)鐵心的飽和情況與轉(zhuǎn)子渦流的集膚效應(yīng)。最后，對(duì)一臺(tái)籠型實(shí)心轉(zhuǎn)子屏蔽電機(jī)進(jìn)行了二維瞬態(tài)場(chǎng)有限元建模與求解，分析了電機(jī)在空載起動(dòng)和額定運(yùn)行工況下的性能指標(biāo)；計(jì)算了定子屏蔽套的渦流損耗，通過(guò)將數(shù)值計(jì)算結(jié)果與解析公式計(jì)算值進(jìn)行比較，驗(yàn)證了有限元法在該電機(jī)