緊湊型高效高壓感應(yīng)電機(jī)起動(dòng)過(guò)程電磁熱耦合研究.pdf

1、隨著電機(jī)領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)的提高,高效高功率密度電機(jī)成為發(fā)展趨勢(shì)。YJKK系列緊湊型高壓電機(jī)是我國(guó)電機(jī)行業(yè)的新生產(chǎn)品,比原YKK系列電機(jī)中心高平均降低兩個(gè)等級(jí),體積的減小使表面散熱面積減小,同時(shí)功率密度和電壓等級(jí)的增加,使得人們對(duì)其起動(dòng)特性及溫升情況尤為關(guān)心。電機(jī)負(fù)載起動(dòng)時(shí),起動(dòng)時(shí)間長(zhǎng),起動(dòng)電流會(huì)使繞組溫度迅速升高,較大負(fù)載可能導(dǎo)致電機(jī)不能正常起動(dòng)。而起動(dòng)過(guò)程定、轉(zhuǎn)子阻抗及起動(dòng)電流是判斷繞組溫升的重要依據(jù);起動(dòng)特性(電流-轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速)是

2、衡量感應(yīng)電機(jī)起動(dòng)運(yùn)行性能、判斷電機(jī)能否正常起動(dòng)的重要指標(biāo);用戶需要根據(jù)電機(jī)起動(dòng)阻抗及起動(dòng)特性來(lái)選擇合理的起動(dòng)設(shè)備,減少起動(dòng)過(guò)程故障的發(fā)生。
　　對(duì)于高壓電機(jī),試驗(yàn)方法測(cè)取起動(dòng)過(guò)程動(dòng)態(tài)參數(shù)及起動(dòng)特性不易實(shí)現(xiàn),需要一種切實(shí)可行的方法進(jìn)行仿真計(jì)算。本文根據(jù)國(guó)內(nèi)外對(duì)感應(yīng)電機(jī)起動(dòng)特性、阻抗及溫升的研究現(xiàn)狀,分析總結(jié)目前計(jì)算方法中的優(yōu)缺點(diǎn),深入研究電機(jī)起動(dòng)過(guò)程電、磁、熱之間的關(guān)系,提出電機(jī)動(dòng)態(tài)參數(shù)、起動(dòng)特性及動(dòng)態(tài)溫升的計(jì)算方法。
　　本

3、文對(duì)起動(dòng)過(guò)程電機(jī)內(nèi)的飽和效應(yīng)和集膚效應(yīng)進(jìn)行研究。根據(jù)動(dòng)態(tài)過(guò)程電機(jī)內(nèi)磁通的分布情況,采用磁網(wǎng)絡(luò)法對(duì)電機(jī)內(nèi)飽和漏磁通進(jìn)行計(jì)算。緊湊型高壓電機(jī),少極數(shù)時(shí)定子軛部較長(zhǎng),且磁通密度較高,軛部飽和嚴(yán)重;另外,為改善磁密分布,緊湊型高壓電機(jī)常采用磁性槽楔。因此,建立磁網(wǎng)絡(luò)模型時(shí),需要考慮電機(jī)軛部飽和及磁性槽楔的影響。為提高計(jì)算的準(zhǔn)確性,建立了電機(jī)齒槽相對(duì)和齒齒相對(duì)兩種位置下的磁網(wǎng)絡(luò)模型,根據(jù)磁路的定律對(duì)漏磁通進(jìn)行計(jì)算。建立了分層法模型模擬集膚效應(yīng),對(duì)

4、槽高進(jìn)行離散,給出了集膚系數(shù)的計(jì)算方法。
　　電機(jī)起動(dòng)屬于瞬態(tài)過(guò)程,需要用動(dòng)態(tài)理論來(lái)分析電機(jī)起動(dòng)特性。為減少計(jì)算量,根據(jù)坐標(biāo)變換和矢量變換的理論推導(dǎo)出感應(yīng)電機(jī)在兩相坐標(biāo)系下的狀態(tài)方程。結(jié)合轉(zhuǎn)動(dòng)系的運(yùn)動(dòng)方程,給出了起動(dòng)電流、電磁轉(zhuǎn)矩、起動(dòng)時(shí)間的計(jì)算方法,公式簡(jiǎn)單、計(jì)算方便、可節(jié)省計(jì)算時(shí)間。
　　建立并求解電機(jī)風(fēng)阻網(wǎng)絡(luò)模型,得到電機(jī)內(nèi)部冷卻氣體流量的分布,結(jié)合電機(jī)動(dòng)態(tài)特性曲線對(duì)電機(jī)發(fā)熱和散熱進(jìn)行計(jì)算,得到起動(dòng)過(guò)程電機(jī)繞組平均溫升