本文關鍵詞：高速永磁電機損耗計算與熱分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 高速永磁電機具有轉速高、電機尺寸小、功率密度大、效率高等顯著優(yōu)點,所以高速永磁電機有廣闊的應用前景,如在高速壓縮機、儲能飛輪、紡織、高速磨床等方面的應用。由于燃氣輪機驅動的高速發(fā)電機體積小,具有較高的機動性,也可作為獨立電源或小型電站,彌補集中式供電的不足,具有重要的實用價值。 高速電機的優(yōu)點是速度高,體積小和功率密度大,然而隨之而來的缺點是單位體積的損耗大,以及因散熱面積小造成的散熱困難。永磁體的溫升過高會引起永磁體的退磁,所以準確計算電機內部的損耗,合理設計通風散熱,對高速電機尤其重要。因此,本文以高速永磁電機的定轉子損耗及熱分析為研究對象,進行了一系列的理論研究和試驗驗證。 首先,對定子硅鋼片的損耗特性進行了測量,對定子鐵耗進行了分析計算。由于高頻的影響,定子鐵心損耗在工頻時的計算方法已不再適合于高速電機,其材料參數(shù)也將發(fā)生變化。本文研究了高頻下硅鋼片損耗的測試方法;基于測量結果,分別對傳統(tǒng)鐵耗計算模型和鐵耗分離計算模型進行了回歸分析,確定了兩種鐵耗模型的使用范圍;對高速永磁電機的磁場進行了有限元分析,得到了電機鐵心各點的磁通密度波形及變化規(guī)律,結合所測量的損耗曲線和確定的鐵耗模型對鐵心損耗進行了計算;并分析了不同工作狀態(tài)和不同定子結構對定子鐵耗的影響。 其次,對轉子中的渦流損耗、風磨耗及繞組銅耗分別進行了分析。分析了轉子護套和永磁體中的渦流損耗,研究了不同工作狀態(tài)和不同定子結構對轉子損耗的影響;計算了在不同旋轉速度和不同通風時的風磨耗;考慮了頻率對電阻的影響,計算了定子繞組的銅耗。 然后,將各個損耗的計算結果耦合到電機的二維熱分析模型中,得到了電機定、轉子穩(wěn)態(tài)溫升。探討了定子結構對電機定、轉子穩(wěn)態(tài)溫升的影響。 最后,以額定轉速為60000r/min的高速永磁電機為試驗樣機,進行了初步的損耗溫升試驗;測量了電機在不同轉速下空載運行時定、轉子溫升及總損耗,并對各部分損耗進行了分離;通過與計算結果的對比,部分驗證了損耗計算的正確性。
【關鍵詞】：高速永磁電機 鐵耗系數(shù) 損耗 溫升分析 試驗研究
【學位授予單位】：沈陽工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：TM351
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 課題的來源及意義10-12
• 1.2 高速電機損耗及熱分析的國內外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.2 國內研究現(xiàn)狀15
• 1.3 課題研究的主要內容15-17
• 第二章 定子鐵耗的計算與分析17-41
• 2.1 引言17
• 2.2 鐵耗計算模型17-18
• 2.2.1 傳統(tǒng)鐵耗計算模型17
• 2.2.2 分離鐵耗計算模型17-18
• 2.3 硅鋼片材料損耗特性的測量18-27
• 2.3.1 硅鋼片磁性能的測量原理及方法18-22
• 2.3.2 軋制方向對硅鋼片磁性能的影響22-25
• 2.3.3 對不同頻率鐵耗曲線的測量及分析25-27
• 2.4 高速電機的磁場分析及損耗計算27-40
• 2.4.1 高速永磁電機的磁密分析及損耗計算方法28-34
• 2.4.2 諧波對定子鐵心損耗的影響34-37
• 2.4.3 不同槽數(shù)對高速電機定子損耗的影響37-40
• 2.5 本章小結40-41
• 第三章 高速永磁電機轉子損耗的分析41-51
• 3.1 引言41
• 3.2 高速永磁電機轉子渦流損耗的分析41-47
• 3.2.1 永磁電機轉子渦流損耗分析41-43
• 3.2.2 電流諧波對轉子渦流損耗的影響43-45
• 3.2.3 定子槽數(shù)對轉子渦流損耗的影響45-47
• 3.3 高速永磁電機轉子表面的風摩損耗47-50
• 3.3.1 高速電機風磨耗的解析法47-49
• 3.3.2 解析法與有限體積法的對比49-50
• 3.4 本章小結50-51
• 第四章 高速永磁電機的熱分析51-64
• 4.1 引言51-52
• 4.2 熱傳遞的方式52-53
• 4.3 電機熱分析模型53-54
• 4.4 溫度場計算條件54-59
• 4.4.1 發(fā)熱源的求取54-56
• 4.4.2 導熱系數(shù)的確定56-57
• 4.4.3 散熱系數(shù)的確定57-58
• 4.4.4 對流邊界條件的確定58-59
• 4.5 熱模型仿真結果及分析59-63
• 4.5.1 高速永磁電機定子的穩(wěn)態(tài)溫升59-61
• 4.5.2 高速永磁電機轉子的穩(wěn)態(tài)溫升61-63
• 4.6 本章小結63-64
• 第五章 高速永磁電機損耗與溫升的試驗研究64-72
• 5.1 引言64
• 5.2 高速電機樣機的研制64-66
• 5.3 電機的損耗試驗66-70
• 5.3.1 高速電機總損耗的測量66-68
• 5.3.2 高速電機不同損耗的分離68-70
• 5.4 電機的溫升試驗70-71
• 5.5 本章小結71-72
• 第六章 結論72-74
• 6.1 全文總結72-73
• 6.2 進一步研究工作展望73-74
• 參考文獻74-77
• 在學研究成果77-78
• 致謝78

【引證文獻】

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  本文關鍵詞：高速永磁電機損耗計算與熱分析，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：305731