笼型实心转子屏蔽电机起动参数及特性计算

摘要

随着对无泄漏输送液体的需求不断增加，屏蔽电机因其噪声低、密封性好等优点，被广泛应用于化工、国防、石油、航天、医疗卫生等行业，而笼型实心转子屏蔽电机因其结构可靠性高，在一些特殊应用环境下更受青睐。本文以此类电机为研究对象，对现有等效电路参数的解析算法进行研究与改进，使其适用于计算不同转差下的电机性能并具有较高准确性，为此类电机的设计与分析奠定基础。 首先，本文在前人研究所提出的等效电路基础上，结合电机的结构特点和堵转工况下的磁场分布特点，通过合理的假设，建立了考虑转子铁心饱和、趋肤效应等影响的二维多层模型，对转子等效电路参数的计算方法进行改进。此外，考虑到电机具有定子屏蔽套以及实心转子等结构，对不同转速下的定子侧阻抗以及励磁电抗也进行了推导。 然后，针对泵类负载的特点，采用似稳态法计算电机的起动特性，给出起动时电机等效电路参数的循环计算方法，并编写可计算电机多种工况性能以及起动特性的电磁计算程序。 最后，建立一台实验样机的二维有限元模型，通过有限元和实验结果验证了改进方法在计算电机起动特性时具有较高的准确性，并用冻结电流密度、冻结磁导率等方法分析计算误差产生的原因。为了研究程序的通用性，对不同极数、槽型的电机设计方案进行计算并与有限元结果比较，确定程序的适用范围。

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摘 要

ABSTRACT

1 绪论

1.1 课题研究背景与意义

1.2 国内外研究概况

1.2.1 笼型实心转子屏蔽电机等效电路

1.2.2 等效电路参数计算

1.2.3 感应电机起动特性研究

1.3本文的主要研究内容

2 等效电路及参数改进算法

2.1 引言

2.2 等效电路与物理模型

2.3 考虑趋肤效应和铁心饱和的转子二维多层电磁场模型

2.4 转子各支路自阻抗计算

2.5 考虑趋肤效应的实心体与鼠笼间互漏抗计算

2.6 定子阻抗、励磁电抗计算

2.6.1 定子屏蔽套等效电阻计算

2.6.2 考虑铁心饱和的定子漏抗计算

2.6.3 考虑定子铁心饱和的励磁电抗计算

2.7 本章小结

3 似稳态起动特性计算

3.1 引言

3.2 泵类负载特性及电机起动特性计算方法

3.3 实心体各层磁导率计算

3.4 鼠笼导条内电流分布计算

3.5 似稳态起动特性计算程序

3.5.1 计算程序流程图

3.5.2 计算程序的优化完善

3.6 本章小结

4 有限元分析与实验验证

4.1 引言

4.2 二维有限元模型

4.3 有限元和实验验证

4.4 计算程序适用范围

4.5 本章小结

5 总结与展望

5.1 本文总结

5.2 下一步工作展望

致谢

参考文献

附录 攻读学位期间发表学术论文情况