本文關(guān)鍵詞：280kW高速感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)與分析

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【摘要】：高速感應(yīng)電機(jī)具有轉(zhuǎn)速高、功率密度大、幾何尺寸遠(yuǎn)小于同功率常規(guī)電機(jī)等特點(diǎn)，可有效節(jié)約電磁材料。電機(jī)可以與高速負(fù)載直接相連，省去了機(jī)械變速裝置，可以減少噪聲和潤(rùn)滑油污染。高速感應(yīng)電機(jī)的設(shè)計(jì)與常速感應(yīng)電機(jī)有很大不同，面臨著損耗計(jì)算、轉(zhuǎn)子機(jī)械強(qiáng)度分析、冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)等一系列難題。本文針對(duì)高速感應(yīng)電機(jī)設(shè)計(jì)中的這些關(guān)鍵問(wèn)題做了如下幾方面工作： 首先，分析了高速感應(yīng)電機(jī)的工作原理和設(shè)計(jì)特點(diǎn)。分析了極數(shù)的選取原則，定轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)特點(diǎn)，電機(jī)各部分材料的選擇以及為了加強(qiáng)轉(zhuǎn)子強(qiáng)度所采取的措施，并對(duì)一臺(tái)280kW，12000rpm的高速感應(yīng)電機(jī)進(jìn)行了電磁方案比較，分析了轉(zhuǎn)子槽型、每槽導(dǎo)體數(shù)等對(duì)電磁特性的影響，在此基礎(chǔ)上確定了電磁設(shè)計(jì)方案，并運(yùn)用有限元軟件對(duì)電機(jī)電磁特性進(jìn)行仿真分析，驗(yàn)證電機(jī)設(shè)計(jì)的合理性。 其次，在電磁設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上對(duì)包括鐵耗，銅耗，風(fēng)摩損耗在內(nèi)的電機(jī)各部分損耗進(jìn)行了分析和計(jì)算。在分析電機(jī)定子各處磁化軌跡特點(diǎn)的基礎(chǔ)上選擇合理的鐵耗計(jì)算模型對(duì)電機(jī)定子鐵耗進(jìn)行計(jì)算，并應(yīng)用有限元軟件對(duì)電機(jī)定轉(zhuǎn)子鐵耗進(jìn)行了仿真，同時(shí)在分析了電機(jī)定轉(zhuǎn)子銅耗特點(diǎn)的基礎(chǔ)上對(duì)電機(jī)的定轉(zhuǎn)子銅耗進(jìn)行了計(jì)算，并應(yīng)用有限元軟件對(duì)電機(jī)的風(fēng)摩損耗進(jìn)行建模仿真，計(jì)算得到電機(jī)的風(fēng)磨損耗。 此外，高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子要求電機(jī)轉(zhuǎn)子要具有較強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度，因此本文對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)子進(jìn)行了機(jī)械強(qiáng)度分析。分別建立了圓形槽、水滴槽和平行槽三種不同的轉(zhuǎn)子模型。分析了轉(zhuǎn)子槽型、溫度、槽口高度對(duì)轉(zhuǎn)子應(yīng)力的影響，最后對(duì)水滴槽轉(zhuǎn)子和平行槽轉(zhuǎn)子方案進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，分析了通過(guò)轉(zhuǎn)子槽型設(shè)計(jì)減小轉(zhuǎn)子應(yīng)力的規(guī)律。 最后，基于傳熱學(xué)理論和電機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了定轉(zhuǎn)子風(fēng)冷、轉(zhuǎn)子風(fēng)冷定子水冷兩套冷卻方案，并應(yīng)用CFX模塊對(duì)電機(jī)進(jìn)行模型建立并確定求解域，設(shè)定相應(yīng)的邊界條件和各部分熱力學(xué)系數(shù)對(duì)電機(jī)進(jìn)行了溫度場(chǎng)計(jì)算，，并研究了風(fēng)速和轉(zhuǎn)子銅耗等對(duì)電機(jī)溫度場(chǎng)的影響。
【關(guān)鍵詞】：高速感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 電磁 損耗 應(yīng)力 溫度場(chǎng)
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TM346
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-13
• 1.1 課題的目的及意義8
• 1.2 高速電機(jī)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀8-11
• 1.2.1 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀8-10
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 課題主要研究?jī)?nèi)容11-13
• 第2章 高速感應(yīng)電機(jī)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)與方案對(duì)比13-23
• 2.1 引言13
• 2.2 定子設(shè)計(jì)特點(diǎn)13-15
• 2.2.1 極數(shù)的選擇14
• 2.2.2 定子材料的選擇14-15
• 2.2.3 定子槽的設(shè)計(jì)特點(diǎn)15
• 2.2.4 定子繞組的設(shè)計(jì)特點(diǎn)15
• 2.3 轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)特點(diǎn)15-18
• 2.3.1 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的選擇16
• 2.3.2 轉(zhuǎn)子疊片材料的選擇16
• 2.3.3 轉(zhuǎn)子槽型的設(shè)計(jì)16-17
• 2.3.4 導(dǎo)條材料的選擇17-18
• 2.3.5 端環(huán)的保護(hù)18
• 2.4 主要尺寸的確定18-19
• 2.5 不同轉(zhuǎn)子槽型的對(duì)比分析19-20
• 2.6 不同匝數(shù)的方案比較20
• 2.7 基于 Ansoft 的電磁特性仿真20-22
• 2.8 本章小結(jié)22-23
• 第3章 高速感應(yīng)電機(jī)的損耗計(jì)算23-36
• 3.1 鐵耗的計(jì)算23-30
• 3.1.1 鐵耗的產(chǎn)生機(jī)理23
• 3.1.2 鐵耗計(jì)算方法23-26
• 3.1.3 高速感應(yīng)電機(jī)鐵耗計(jì)算26-30
• 3.2 銅耗的計(jì)算30-31
• 3.3 風(fēng)摩損耗的計(jì)算31-35
• 3.3.1 風(fēng)摩損耗基本理論32
• 3.3.2 風(fēng)摩損耗計(jì)算方法32-33
• 3.3.3 風(fēng)摩損耗的流體場(chǎng)分析與計(jì)算33-35
• 3.4 本章小結(jié)35-36
• 第4章 高速感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)子強(qiáng)度分析36-45
• 4.1 不同槽型轉(zhuǎn)子的應(yīng)力分析36-39
• 4.2 溫度對(duì)轉(zhuǎn)子應(yīng)力的影響39-41
• 4.3 槽口高度對(duì)應(yīng)力和電磁性能的影響41-42
• 4.4 轉(zhuǎn)子槽型的優(yōu)化設(shè)計(jì)42-44
• 4.5 本章小結(jié)44-45
• 第5章 高速感應(yīng)電機(jī)冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)與溫度場(chǎng)分析45-56
• 5.1 電機(jī)傳熱的基本理論45-47
• 5.2 不同冷卻方案的設(shè)計(jì)47-48
• 5.3 散熱系數(shù)的求解48-49
• 5.4 不同冷卻方案的溫度場(chǎng)比較與分析49-51
• 5.5 入口處風(fēng)速對(duì)電機(jī)溫度場(chǎng)的影響51-54
• 5.6 轉(zhuǎn)子銅耗對(duì)電機(jī)溫度場(chǎng)的影響54-55
• 5.7 本章小結(jié)55-56
• 第6章 結(jié)論56-58
• 參考文獻(xiàn)58-61
• 在學(xué)研究成果61-62
• 致謝62

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 孔曉光;王鳳翔;徐云龍;邢軍強(qiáng);;高速永磁電機(jī)鐵耗的分析和計(jì)算[J];電機(jī)與控制學(xué)報(bào);2010年09期

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中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 周鳳爭(zhēng);高速永磁無(wú)刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)子渦流損耗的研究[D];浙江大學(xué);2008年

本文編號(hào)：1106133