背繞式定子繞組高速永磁電機(jī)三維電磁場(chǎng)與溫度場(chǎng)分析.pdf

1、隨著高速永磁同步發(fā)電機(jī)在分布式供能系統(tǒng)、飛輪儲(chǔ)能及航天航空領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，高速永磁同步發(fā)電機(jī)已經(jīng)成為電機(jī)領(lǐng)域研究的一個(gè)重要方向。與傳統(tǒng)電機(jī)結(jié)構(gòu)相比，轉(zhuǎn)子護(hù)套使得電機(jī)的有效氣隙長(zhǎng)度增加，而且在高頻磁場(chǎng)作用下，轉(zhuǎn)子內(nèi)將產(chǎn)生附加的渦流損耗，提高了電機(jī)內(nèi)的溫度，本文針對(duì)于所研究的高速永磁同步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及所存在的問(wèn)題進(jìn)行了電磁場(chǎng)與溫度場(chǎng)的數(shù)值計(jì)算分析。
　　 首先結(jié)合背繞式高速永磁同步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，建立了電機(jī)的三維電磁場(chǎng)計(jì)算模型

2、，分析了高速永磁電機(jī)空載及額定負(fù)載狀態(tài)下，定子鐵心段磁密分布特點(diǎn)、磁密在端部區(qū)域的衰減情況及背繞式定子繞組對(duì)端部漏磁場(chǎng)的影響，并對(duì)空載漏磁系數(shù)的影響因素進(jìn)行了分析，給出了電機(jī)不同結(jié)構(gòu)下空載漏磁系數(shù)的變化規(guī)律。
　　 其次，根據(jù)高速永磁同步發(fā)電機(jī)定子采用油冷的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，建立了流體場(chǎng)與溫度場(chǎng)耦合計(jì)算模型，在分析高速永磁同步發(fā)電機(jī)損耗計(jì)算特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，對(duì)發(fā)電機(jī)工作在不同狀態(tài)下的溫度場(chǎng)進(jìn)行了計(jì)算，分析了電機(jī)空載及額定負(fù)載運(yùn)行時(shí)電機(jī)內(nèi)溫度

3、的變化，然后對(duì)冷卻介質(zhì)在電機(jī)內(nèi)軸向流動(dòng)過(guò)程中，電機(jī)各部分溫度沿軸向的變化規(guī)律進(jìn)行了分析。
　　 最后，針對(duì)于合金套筒結(jié)構(gòu)高速永磁發(fā)電機(jī)，護(hù)套內(nèi)渦流損耗大，電機(jī)轉(zhuǎn)子溫升高的問(wèn)題，結(jié)合透入深度理論分析了電機(jī)轉(zhuǎn)子表面鍍銅前后渦流電密的變化，給出了銅膜厚度對(duì)渦流電密的影響，計(jì)算了護(hù)套與銅膜總厚度不變及護(hù)套厚度保持不變時(shí)，轉(zhuǎn)子表面鍍銅前后的表面附加損耗。進(jìn)一步結(jié)合流體力學(xué)與傳熱學(xué)理論，通過(guò)對(duì)比分析轉(zhuǎn)子護(hù)套表面有無(wú)鍍銅層及鍍銅層厚度不同時(shí)電