復(fù)合轉(zhuǎn)子異步起動永磁同步電動機(jī)設(shè)計與堵轉(zhuǎn)特性分析.pdf

1、復(fù)合轉(zhuǎn)子異步起動永磁同步電動機(jī)具有明顯的性能優(yōu)勢:與普通LSPMSM相比，此類電機(jī)的起動性能優(yōu)勢明顯;與普通感應(yīng)電動機(jī)相比，此類電機(jī)的功率密度、功率因數(shù)和效率更高，具有寬廣的經(jīng)濟(jì)運行范圍，非常適合高起動性能要求、高效節(jié)能場合應(yīng)用。
　　本文圍繞主要性能指標(biāo)要求，根據(jù)基本原理，綜合考慮各因素對此類電機(jī)性能的影響，設(shè)計了一臺10kV/355kW的復(fù)合轉(zhuǎn)子異步起動永磁同步電動機(jī)，研究其堵轉(zhuǎn)特性，并進(jìn)行樣機(jī)制造和試驗。通過樣機(jī)試驗驗證，證

2、明所設(shè)計的電機(jī)在效率、功率因數(shù)、起動性能和經(jīng)濟(jì)運行范圍等方面都有良好表現(xiàn)，完全滿足性能指標(biāo)要求。
　　本文首先介紹此類電機(jī)的課題背景和研究現(xiàn)狀，比較各類型LSPMSM的結(jié)構(gòu)和性能，并闡述了此類電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點及工作原理。
　　其次，針對影響電機(jī)性能的主要因素，如氣隙長度和氣隙不均勻程度、定子磁性槽楔、齒槽轉(zhuǎn)矩、牽入同步能力等問題，采用二維有限元法建立模型，研究這些因素的影響、變化原因和規(guī)律，為下一步此類電機(jī)的設(shè)計和優(yōu)化提供參考

3、。
　　緊接著，緊緊圍繞主要性能指標(biāo)要求，根據(jù)工作原理和有關(guān)參數(shù)對性能的影響規(guī)律，進(jìn)行電磁設(shè)計，并利用軟件Ansys Maxwell16.0進(jìn)行設(shè)計和參數(shù)優(yōu)化，從而確定最終方案。隨后，利用二維有限元軟件對所設(shè)計的電機(jī)進(jìn)行性能分析和損耗計算，從而驗證了所設(shè)計的電機(jī)完全滿足設(shè)計目標(biāo)要求。
　　復(fù)合轉(zhuǎn)子異步起動永磁同步電動機(jī)的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩波形存在強(qiáng)烈脈動，堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩不僅包含恒定轉(zhuǎn)矩，還存在明顯的基頻脈動轉(zhuǎn)矩和2倍頻脈動轉(zhuǎn)矩，且永磁體、實

4、心轉(zhuǎn)子、鼠籠三者分別對堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的影響不同。針對這些堵轉(zhuǎn)特性，本文通過有限元仿真分析，論證了產(chǎn)生的原因及變化規(guī)律。
　　最后，制造樣機(jī)，并進(jìn)行空載電動勢、堵轉(zhuǎn)、空載、負(fù)載等一系列試驗，從而計算樣機(jī)效率、功率因數(shù)、起動性能，繪制出其工作特性曲線，并與仿真結(jié)果相比較。通過一系列試驗和仿真結(jié)果比較證明，所設(shè)計的電機(jī)效率高、功率因數(shù)高，具有優(yōu)良的起動性能和寬廣的經(jīng)濟(jì)運行范圍，完全滿足設(shè)計目標(biāo)要求。
　　本文的設(shè)計過程和計算方法為此