大功率高速鼠籠實(shí)心轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)損耗與發(fā)熱分析.pdf

1、不同于普通感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，大功率高速實(shí)心轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)需解決由于結(jié)構(gòu)緊湊、電壓諧波含量大與頻率高而帶來的散熱面積小、損耗密度大、發(fā)熱嚴(yán)重等關(guān)鍵問題。為掌握大功率高速感應(yīng)電動(dòng)機(jī)各部件損耗與溫度分布規(guī)律，本文針對(duì)一臺(tái)10000kW、10000r/min鼠籠實(shí)心轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，采用有限元法重點(diǎn)對(duì)正弦基波與變頻器供電情況下電動(dòng)機(jī)額定工況穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的電磁場(chǎng)、高頻損耗和溫度場(chǎng)開展研究。
　　首先，建立了DHVECTOL-DI系列級(jí)聯(lián)型高壓變頻器的

2、系統(tǒng)仿真模型，得到了變頻器輸出電壓基波與各次諧波的大小與分布規(guī)律，為后續(xù)電動(dòng)機(jī)損耗與溫升的分析與計(jì)算提供了相關(guān)數(shù)據(jù)；第二，分析并建立了電動(dòng)機(jī)二維非線性場(chǎng)-路耦合電磁場(chǎng)有限元計(jì)算的參數(shù)化模型，重點(diǎn)對(duì)正弦基波與變頻器供電情況下電動(dòng)機(jī)額定工況穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的電磁性能進(jìn)行了分析與計(jì)算；第三，對(duì)不同供電情況下電動(dòng)機(jī)的定子高頻銅耗、高頻鐵耗、轉(zhuǎn)子銅耗、實(shí)心轉(zhuǎn)子渦流損耗及轉(zhuǎn)子表面風(fēng)摩損耗進(jìn)行了分析與計(jì)算，提出了相應(yīng)的分析計(jì)算方法并得到了計(jì)算結(jié)果；第四，分

3、析并建立了電動(dòng)機(jī)三維全域各向異性穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)的有限元參數(shù)化模型，得到了電動(dòng)機(jī)各部件溫升的大小與分布規(guī)律；最后，對(duì)影響電動(dòng)機(jī)溫升的若干因素進(jìn)行了分析，并提出了降低電動(dòng)機(jī)損耗與溫升的改進(jìn)建議。
　　結(jié)果表明，受大功率、高速、高頻及實(shí)心轉(zhuǎn)子的影響，高速電動(dòng)機(jī)的損耗計(jì)算需綜合考慮高頻渦流與高次諧波的影響；電動(dòng)機(jī)最高溫度出現(xiàn)在電動(dòng)機(jī)軸向中間截面的鼠籠銅條上，最高溫度易超過材料長(zhǎng)時(shí)運(yùn)行的極限溫度；通過降低額定轉(zhuǎn)差頻率與轉(zhuǎn)子表面粗糙程度、合理選擇