本文關鍵詞：不同驅動條件下感應電機通風與傳熱分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來，國家經濟高速發(fā)展，越來越多要依靠船舶運輸，隨著船舶行業(yè)的蓬勃發(fā)展，對船用驅動電機的驅動能力要求越來越高。感應電機具有較強的過載能力、快速動態(tài)響應速度等諸多優(yōu)點，被廣泛應用在船舶領域。因其工作需要，往往采用變頻控制，具有較高的功率密度及轉矩密度，電機的熱負荷隨之提高，加之其工作在狹小的空間內，從而造成局部溫升過高，造成一定的安全隱患，影響電機運行安全及其穩(wěn)定性，因此，對驅動感應電機流體流動特性及傳熱進行耦研究，及在其運行過程中對電機溫升的相關敏感性進行分析十分重要。 本文以一臺55kW驅動感應電機為例，基于計算流體力學及數值傳熱學原理，建立數學模型；根據電機冷卻結構，在給定基本假設的前提條件下，建立外部有空氣域包裹的電機三維流熱耦合物理模型；對所建的求解域模型施加合理的邊界條件，采用有限體積法，對工頻驅動條件下及PWM控制的兩種調制比驅動條件下，，電機的流體流動特點及傳熱特性進行計算分析，將得到計算結果與實驗數據進行對比，驗證了計算方法的正確性及所建模型的合理性。通過對電機內部流體流速、電機機殼及端部離心式風扇部分流體運動狀態(tài)等進行分析。對PWM控制的不同調制比驅動條件下，電機整體及主要部件的溫升分布規(guī)律進行詳細對比分析，并在調制比為0.8時對電機運行過程中絕緣老化等情況進行敏感性分析。 根據數值計算結果，分析了電機轉子端部風扇及電機外風罩內離心式風扇對電機的冷卻作用，驗證電機通風冷卻結構的合理性；獲得了在PWM控制的兩種調制比驅動條件下以及相關敏感因素影響下的電機溫升分布情況，說明了其工作的穩(wěn)定性，為今后對中小型異步電機的通風結構設計提供理論借鑒。
【關鍵詞】：感應電機 PWM控制 流熱耦合 有限體積法 溫升敏感性
【學位授予單位】：哈爾濱理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U665.11;TM346
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 課題研究的背景及意義10-11
• 1.2 本課題的國內外研究現狀11-13
• 1.3 課題來源及主要研究內容13-15
• 第2章 電機通風與傳熱計算原理及物理模型建立15-20
• 2.1 計算原理概述15-17
• 2.1.1 計算流體力學方程15-16
• 2.1.2 數值傳熱學基本方程16-17
• 2.1.3 影響表面散熱系數主要因素17
• 2.2 流熱耦合求解域物理模型的建立17-19
• 2.2.1 基本假設17-18
• 2.2.2 求解域模型18-19
• 2.3 本章小結19-20
• 第3章 工頻驅動條件下感應電機溫升與流體流變特性分析20-34
• 3.1 感應電機基本參數及邊界條件20-22
• 3.1.1 電機基本參數20-21
• 3.1.2 邊界條件的確定21-22
• 3.2 工頻驅動條件下感應電機溫升分析22-26
• 3.2.1 機殼溫升分布22
• 3.2.2 定子繞組溫升分布22-24
• 3.2.3 溫升計算結果與實驗數值對比分析24-26
• 3.3 工頻驅動條件下感應電機流體流變特性分析26-32
• 3.3.1 機殼外部空氣流變特性分析26-29
• 3.3.2 電機內部空氣流變特性分析29-31
• 3.3.3 風罩內空氣流變特性分析31-32
• 3.4 本章小結32-34
• 第4章 PWM 控制下感應電機溫升計算與分析34-56
• 4.1 PWM 控制的兩種調制比驅動條件下電機損耗分布34
• 4.2 PWM 控制下 M=0.8 時電機溫升數值分析34-43
• 4.2.1 M=0.8 時機殼溫升分析36
• 4.2.2 M=0.8 時定子溫升分析36-39
• 4.2.3 M=0.8 時轉子溫升分析39-41
• 4.2.4 M=0.8 時電機內空氣溫升分析41-42
• 4.2.5 M=0.8 時溫升計算結果與實驗數值對比42-43
• 4.3 PWM 控制下 M=0.9 時電機溫升數值分析43-51
• 4.3.1 M=0.9 時機殼溫升分析45-46
• 4.3.2 M=0.9 時定子溫升分析46-50
• 4.3.3 M=0.9 時轉子溫升分析50-51
• 4.4 PWM 控制下電機溫升相關敏感性分析51-55
• 4.4.1 機殼材料對電機溫升分布的影響51-53
• 4.4.2 絕緣老化對電機溫升分布的影響53-55
• 4.5 本章小結55-56
• 結論56-57
• 參考文獻57-60
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文60-61
• 致謝61

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本文編號：343655