緊湊型高效高壓感應(yīng)電機(jī)起動過程電磁熱耦合研究.pdf

1、隨著電機(jī)領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)的提高,高效高功率密度電機(jī)成為發(fā)展趨勢。YJKK系列緊湊型高壓電機(jī)是我國電機(jī)行業(yè)的新生產(chǎn)品,比原YKK系列電機(jī)中心高平均降低兩個等級,體積的減小使表面散熱面積減小,同時功率密度和電壓等級的增加,使得人們對其起動特性及溫升情況尤為關(guān)心。電機(jī)負(fù)載起動時,起動時間長,起動電流會使繞組溫度迅速升高,較大負(fù)載可能導(dǎo)致電機(jī)不能正常起動。而起動過程定、轉(zhuǎn)子阻抗及起動電流是判斷繞組溫升的重要依據(jù);起動特性(電流-轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速)是

2、衡量感應(yīng)電機(jī)起動運(yùn)行性能、判斷電機(jī)能否正常起動的重要指標(biāo);用戶需要根據(jù)電機(jī)起動阻抗及起動特性來選擇合理的起動設(shè)備,減少起動過程故障的發(fā)生。
　　對于高壓電機(jī),試驗方法測取起動過程動態(tài)參數(shù)及起動特性不易實現(xiàn),需要一種切實可行的方法進(jìn)行仿真計算。本文根據(jù)國內(nèi)外對感應(yīng)電機(jī)起動特性、阻抗及溫升的研究現(xiàn)狀,分析總結(jié)目前計算方法中的優(yōu)缺點(diǎn),深入研究電機(jī)起動過程電、磁、熱之間的關(guān)系,提出電機(jī)動態(tài)參數(shù)、起動特性及動態(tài)溫升的計算方法。
　　本

3、文對起動過程電機(jī)內(nèi)的飽和效應(yīng)和集膚效應(yīng)進(jìn)行研究。根據(jù)動態(tài)過程電機(jī)內(nèi)磁通的分布情況,采用磁網(wǎng)絡(luò)法對電機(jī)內(nèi)飽和漏磁通進(jìn)行計算。緊湊型高壓電機(jī),少極數(shù)時定子軛部較長,且磁通密度較高,軛部飽和嚴(yán)重;另外,為改善磁密分布,緊湊型高壓電機(jī)常采用磁性槽楔。因此,建立磁網(wǎng)絡(luò)模型時,需要考慮電機(jī)軛部飽和及磁性槽楔的影響。為提高計算的準(zhǔn)確性,建立了電機(jī)齒槽相對和齒齒相對兩種位置下的磁網(wǎng)絡(luò)模型,根據(jù)磁路的定律對漏磁通進(jìn)行計算。建立了分層法模型模擬集膚效應(yīng),對

4、槽高進(jìn)行離散,給出了集膚系數(shù)的計算方法。
　　電機(jī)起動屬于瞬態(tài)過程,需要用動態(tài)理論來分析電機(jī)起動特性。為減少計算量,根據(jù)坐標(biāo)變換和矢量變換的理論推導(dǎo)出感應(yīng)電機(jī)在兩相坐標(biāo)系下的狀態(tài)方程。結(jié)合轉(zhuǎn)動系的運(yùn)動方程,給出了起動電流、電磁轉(zhuǎn)矩、起動時間的計算方法,公式簡單、計算方便、可節(jié)省計算時間。
　　建立并求解電機(jī)風(fēng)阻網(wǎng)絡(luò)模型,得到電機(jī)內(nèi)部冷卻氣體流量的分布,結(jié)合電機(jī)動態(tài)特性曲線對電機(jī)發(fā)熱和散熱進(jìn)行計算,得到起動過程電機(jī)繞組平均溫升