超導(dǎo)感應(yīng)電機(jī)的建模與分析.pdf

1、隨著人口的增加，工業(yè)化和城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，各種資源特別是能源的需求量大幅度上升，經(jīng)濟(jì)發(fā)展面臨資源特別是能源約束矛盾的問(wèn)題更加突出。從一次能源到電能的轉(zhuǎn)換幾乎100％依賴(lài)電機(jī)來(lái)完成；而在所有的電能消耗中，電機(jī)的電能消耗量占總發(fā)電量的60％-70％。因此提高電機(jī)的效率對(duì)于節(jié)約能源有十分重要的意義。 目前應(yīng)用的常導(dǎo)電動(dòng)機(jī)絕大部分是感應(yīng)電機(jī)和永磁同步電機(jī)。在這兩種電動(dòng)機(jī)中，使用數(shù)量最多的是鼠籠式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。根據(jù)美國(guó)國(guó)內(nèi)情況調(diào)查來(lái)看500

2、馬力以上的鼠籠式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的平均輸出功率為1500馬力左右，總的來(lái)說(shuō)，效率為95％左右，如果使500馬力以上的電動(dòng)機(jī)全部超導(dǎo)化后，可使能耗損失減少40％，則效率高達(dá)97-98％，推算年節(jié)能量為2×10<'9>干瓦時(shí)。將超導(dǎo)技術(shù)應(yīng)用于電機(jī)是最具有前景和最具挑戰(zhàn)性的實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)的技術(shù)手段。 現(xiàn)行超導(dǎo)電機(jī)研究都是集中在電勵(lì)磁超導(dǎo)同步電機(jī)上。電勵(lì)磁同步電機(jī)是目前超導(dǎo)電機(jī)研究最熱門(mén)的領(lǐng)域，而高溫超導(dǎo)體在最廣泛應(yīng)用的感應(yīng)電機(jī)中的應(yīng)用研究則鮮

3、見(jiàn)報(bào)道。日前韓國(guó)學(xué)者提出了一種新型的高溫超導(dǎo)電動(dòng)機(jī)。其通過(guò)高溫超導(dǎo)塊材料的應(yīng)用，使新型電動(dòng)機(jī)不僅在性能上同時(shí)具有常導(dǎo)感應(yīng)電機(jī)和永磁同步電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，避免它們各自的缺點(diǎn)，而且具有高效率、高可靠性等優(yōu)點(diǎn)。 本課題根據(jù)日前韓國(guó)學(xué)者提出的新型高溫超導(dǎo)電動(dòng)機(jī)思想，在普通三相鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的改進(jìn)和優(yōu)化。我們采用MATLAB/SIMULINK仿真技術(shù)，通過(guò)在普通三相鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)理論模型的基礎(chǔ)上，通過(guò)改變轉(zhuǎn)子電阻的大小，來(lái)模擬超

4、導(dǎo)材料的性質(zhì)，對(duì)新型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的思想進(jìn)行簡(jiǎn)易的驗(yàn)證。對(duì)以后建立高溫超導(dǎo)電動(dòng)機(jī)的三維數(shù)學(xué)模型提供一些依據(jù)。 還將采用Ansoft中Maxwell 2D的有限元方法，通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真來(lái)分析新型超導(dǎo)電機(jī)的運(yùn)行特性和磁場(chǎng)特點(diǎn)。確定高溫超導(dǎo)感應(yīng)型異同步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)，進(jìn)行整體或局部的分析，并進(jìn)行大量的仿真實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證理論分析方法和電機(jī)結(jié)構(gòu)的可行性。利用軟件仿真實(shí)驗(yàn)的方法，模擬各種負(fù)載進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，分析電流、電壓、轉(zhuǎn)速、磁鏈和轉(zhuǎn)矩等變量，計(jì)算電機(jī)運(yùn)