大功率高速鼠籠實心轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動機損耗與發(fā)熱分析.pdf

1、不同于普通感應(yīng)電動機，大功率高速實心轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動機需解決由于結(jié)構(gòu)緊湊、電壓諧波含量大與頻率高而帶來的散熱面積小、損耗密度大、發(fā)熱嚴重等關(guān)鍵問題。為掌握大功率高速感應(yīng)電動機各部件損耗與溫度分布規(guī)律，本文針對一臺10000kW、10000r/min鼠籠實心轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動機，采用有限元法重點對正弦基波與變頻器供電情況下電動機額定工況穩(wěn)定運行時的電磁場、高頻損耗和溫度場開展研究。
　　首先，建立了DHVECTOL-DI系列級聯(lián)型高壓變頻器的

2、系統(tǒng)仿真模型，得到了變頻器輸出電壓基波與各次諧波的大小與分布規(guī)律，為后續(xù)電動機損耗與溫升的分析與計算提供了相關(guān)數(shù)據(jù)；第二，分析并建立了電動機二維非線性場-路耦合電磁場有限元計算的參數(shù)化模型，重點對正弦基波與變頻器供電情況下電動機額定工況穩(wěn)定運行時的電磁性能進行了分析與計算；第三，對不同供電情況下電動機的定子高頻銅耗、高頻鐵耗、轉(zhuǎn)子銅耗、實心轉(zhuǎn)子渦流損耗及轉(zhuǎn)子表面風(fēng)摩損耗進行了分析與計算，提出了相應(yīng)的分析計算方法并得到了計算結(jié)果；第四，分

3、析并建立了電動機三維全域各向異性穩(wěn)態(tài)溫度場的有限元參數(shù)化模型，得到了電動機各部件溫升的大小與分布規(guī)律；最后，對影響電動機溫升的若干因素進行了分析，并提出了降低電動機損耗與溫升的改進建議。
　　結(jié)果表明，受大功率、高速、高頻及實心轉(zhuǎn)子的影響，高速電動機的損耗計算需綜合考慮高頻渦流與高次諧波的影響；電動機最高溫度出現(xiàn)在電動機軸向中間截面的鼠籠銅條上，最高溫度易超過材料長時運行的極限溫度；通過降低額定轉(zhuǎn)差頻率與轉(zhuǎn)子表面粗糙程度、合理選擇