緊湊型高效高壓感應電機起動過程電磁熱耦合研究.pdf

1、隨著電機領域相關技術的提高,高效高功率密度電機成為發(fā)展趨勢。YJKK系列緊湊型高壓電機是我國電機行業(yè)的新生產品,比原YKK系列電機中心高平均降低兩個等級,體積的減小使表面散熱面積減小,同時功率密度和電壓等級的增加,使得人們對其起動特性及溫升情況尤為關心。電機負載起動時,起動時間長,起動電流會使繞組溫度迅速升高,較大負載可能導致電機不能正常起動。而起動過程定、轉子阻抗及起動電流是判斷繞組溫升的重要依據(jù);起動特性(電流-轉速、轉矩-轉速)是

2、衡量感應電機起動運行性能、判斷電機能否正常起動的重要指標;用戶需要根據(jù)電機起動阻抗及起動特性來選擇合理的起動設備,減少起動過程故障的發(fā)生。
　　對于高壓電機,試驗方法測取起動過程動態(tài)參數(shù)及起動特性不易實現(xiàn),需要一種切實可行的方法進行仿真計算。本文根據(jù)國內外對感應電機起動特性、阻抗及溫升的研究現(xiàn)狀,分析總結目前計算方法中的優(yōu)缺點,深入研究電機起動過程電、磁、熱之間的關系,提出電機動態(tài)參數(shù)、起動特性及動態(tài)溫升的計算方法。
　　本

3、文對起動過程電機內的飽和效應和集膚效應進行研究。根據(jù)動態(tài)過程電機內磁通的分布情況,采用磁網(wǎng)絡法對電機內飽和漏磁通進行計算。緊湊型高壓電機,少極數(shù)時定子軛部較長,且磁通密度較高,軛部飽和嚴重;另外,為改善磁密分布,緊湊型高壓電機常采用磁性槽楔。因此,建立磁網(wǎng)絡模型時,需要考慮電機軛部飽和及磁性槽楔的影響。為提高計算的準確性,建立了電機齒槽相對和齒齒相對兩種位置下的磁網(wǎng)絡模型,根據(jù)磁路的定律對漏磁通進行計算。建立了分層法模型模擬集膚效應,對

4、槽高進行離散,給出了集膚系數(shù)的計算方法。
　　電機起動屬于瞬態(tài)過程,需要用動態(tài)理論來分析電機起動特性。為減少計算量,根據(jù)坐標變換和矢量變換的理論推導出感應電機在兩相坐標系下的狀態(tài)方程。結合轉動系的運動方程,給出了起動電流、電磁轉矩、起動時間的計算方法,公式簡單、計算方便、可節(jié)省計算時間。
　　建立并求解電機風阻網(wǎng)絡模型,得到電機內部冷卻氣體流量的分布,結合電機動態(tài)特性曲線對電機發(fā)熱和散熱進行計算,得到起動過程電機繞組平均溫升