低谐波绕组异步电机定子端部漏抗分析计算

摘要

高效节能电机的设计研发对国家节能政策的实施有着十分重要的作用。在不增加制造成本的情况下，采用低谐波绕组可以提高电机效率，改善电机性能，降低温升，还可以节省用铜量，应用在2极中小型电动机上节能效果非常明显。低谐波绕组的结构特点是单层与双层绕组同时存在，绕组端部按照槽内电流流动方向连接，绕组端部排列类似于同心式绕组，端部形状较为复杂。传统电磁计算方法无法准确计算定子端部漏抗的大小。
　　文中先从能量法的角度推导定子端部漏抗的公式。建立低谐波绕组异步电机的端部模型，利用电磁场有限元分析软件Ansoft对电机端部磁场进行分析。求解磁场储能，并将计算结果带入公式，得出定子端部漏抗的值。结合间接试验的方法与传统计算方法计算定子端部漏抗，对比不同计算方法下的定子端部漏抗，并对结果定性的分析，采用有限元法计算低谐波绕组的端部磁场具有较高的准确性。
　　根据有限元法计算的结果推导出适用于工程上计算定子端部漏抗的端部比漏磁导的表达式，为工程实际应用提供一定的参考。绕组排列型式不同及相应电流大小的改变、绕组端部伸出长度大小以及端盖与绕组端部距离的远近都对端部漏磁场的分布产生影响。考虑这些影响因素，在样机模型的基础上稍加调整，对电机进行分析求解，根据实验数据绘制出这些影响因素与定子端部漏抗的关系曲线，为工程上低谐波绕组的优化设计提供一定的参考。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题的研究背景和意义

1．2 采用低谐波绕组的意义

1．2．1 低谐波绕组的结构特点

1．2．2 低谐波绕组的匝数比及绕组系数

1．2．3 低谐波绕组的节能特性

1．3 电机端部磁场计算的研究进展

1．4 三维电磁场分析计算的研究概况

1．5 本论文研究的主要内容

第2章 三维静磁场有限元计算的基本理论

2．1 有限元法的概述

2．2 三维静磁场有限元计算原理

2．2．1 三维静磁场有限元计算方法

2．2．2 四面体的基函数

2．2．3 根据四面体单元的系数矩阵

2．2．4 非线性方程求解思想

2．3 本章小结

第3章 低谐波绕组定子端部漏抗的数值分析

3．1 定子端部漏抗的计算方法

3．1．1 能量法计算定子端部漏抗

3．1．2 端部磁场储能的计算

3．2 有限元计算分析

3．2．1 有限元分析模型

3．2．2 边界条件与激励加载

3．2．3 材料属性与模型剖分

3．2．4 求解结果与分析

3．3 本章小结

第4章 低谐波绕组定子端部漏抗分析及影响因素

4．1 低谐波绕组端部漏抗公式

4．2 影响定子端部漏抗的因素

4．2．1 绕组排列对定子端部漏抗的影响

4．2．2 端盖对定子端部漏抗的影响

4．2．3 绕组端部伸出长度对定子端部漏抗的影响

4．3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢