復合轉子異步起動永磁同步電動機設計與堵轉特性分析.pdf

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

2、明所設計的電機在效率、功率因數(shù)、起動性能和經(jīng)濟運行范圍等方面都有良好表現(xiàn)，完全滿足性能指標要求。
　　本文首先介紹此類電機的課題背景和研究現(xiàn)狀，比較各類型LSPMSM的結構和性能，并闡述了此類電機的結構特點及工作原理。
　　其次，針對影響電機性能的主要因素，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，為下一步此類電機的設計和優(yōu)化提供參考

3、。
　　緊接著，緊緊圍繞主要性能指標要求，根據(jù)工作原理和有關參數(shù)對性能的影響規(guī)律，進行電磁設計，并利用軟件Ansys Maxwell16.0進行設計和參數(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計的電機進行性能分析和損耗計算，從而驗證了所設計的電機完全滿足設計目標要求。
　　復合轉子異步起動永磁同步電動機的堵轉轉矩波形存在強烈脈動，堵轉轉矩不僅包含恒定轉矩，還存在明顯的基頻脈動轉矩和2倍頻脈動轉矩，且永磁體、實

4、心轉子、鼠籠三者分別對堵轉轉矩產(chǎn)生的影響不同。針對這些堵轉特性，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，并進行空載電動勢、堵轉、空載、負載等一系列試驗，從而計算樣機效率、功率因數(shù)、起動性能，繪制出其工作特性曲線，并與仿真結果相比較。通過一系列試驗和仿真結果比較證明，所設計的電機效率高、功率因數(shù)高，具有優(yōu)良的起動性能和寬廣的經(jīng)濟運行范圍，完全滿足設計目標要求。
　　本文的設計過程和計算方法為此