結(jié)構(gòu)與材料對高速永磁發(fā)電機電磁場及溫度場的影響.pdf

1、高速永磁電機作為微型燃氣輪機組常用發(fā)電設備,具有結(jié)構(gòu)簡單、功率密度大、節(jié)省材料、傳動系統(tǒng)效率高等特點,成為電工領域研究的熱點之一。高速永磁電機工作時,定子鐵心磁場的交變頻率可達上千赫茲,會引起高損耗和溫升進而引發(fā)一系列危害,所以如何從結(jié)構(gòu)和應用新材料方面改進高速永磁電機以降低電機溫升具有重要意義。針對這些問題,本文主要研究了以下內(nèi)容:
　　 首先,建立了高速永磁發(fā)電機二維瞬態(tài)電磁場數(shù)學模型,利用時步有限元法對電機瞬態(tài)電磁場進行計

2、算,對比研究了定子采用閉口槽和半閉口槽時電機的電磁性能；對繞組采用環(huán)形繞法和常規(guī)繞法時發(fā)電機輸出特性分別進行了計算分析,進而得出了定子繞組型式對電機輸出性能的影響規(guī)律；計算當轉(zhuǎn)子磁極采用平行充磁時多塊分布式和2塊集中式電機磁場分布,并從氣隙磁密及其諧波含量變化、電壓、電流方面分析兩者差異。
　　 其次,從護套結(jié)構(gòu)和材料方面入手,通過對比分析電機電磁性能和溫度分布變化情況,探討了幾種轉(zhuǎn)子護套復合結(jié)構(gòu)的實用性。計算了護套分別采用銅屏

3、蔽套與合金護套復合、銅套與碳纖維綁帶復合時轉(zhuǎn)子渦流變化情況,得到了銅屏蔽套厚度對轉(zhuǎn)子渦流損耗的影響規(guī)律；并把碳纖維復合材料護套、陶瓷隔熱涂層應用到電機轉(zhuǎn)子上,研究碳纖維復合材料導電性與護套渦流損耗關系,分析了護套不同材料和結(jié)構(gòu)在解決電機溫升過高問題中起到的作用。
　　 最后,分析高速永磁發(fā)電機電磁場及輸出電壓、電流隨轉(zhuǎn)速變化關系,分析在無油冷措施下電機三維穩(wěn)態(tài)溫度場隨轉(zhuǎn)速的變化情況；同時,開展了相關的溫升試驗研究工作,并通過試驗