笼型实心转子屏蔽电机等效电路及电磁计算研究

摘要

笼型实心转子屏蔽电机具有机械强度高、耐腐蚀、寿命长、起动转矩大等特点，可被应用于核电屏蔽泵中。本文以该类电机为对象，旨在研究其等效电路，并求解其各项参数的解析表达式，最后开发出一套相应的电机电磁计算程序，并对计算结果进行验证，从而证明等效电路和参数的准确性，使得该类电机的工作特性计算变得更为简便、快捷，而不再依赖于耗时较长的有限元仿真，同时，参数的解析表达式也可直观地指导设计人员对该类电机的设计。
　　本文首先结合笼型实心转子屏蔽电机实际结构和特性，给出了严格意义上的等效电路。同时，用等效磁路法计算了转子各层之间的两两互感，结合矩阵解耦的方法，从理论上解释了忽略定子屏蔽套分别于鼠笼导条及转子实心体之间互感的合理性。然后用电磁场解析法求出定子屏蔽套电阻，并给出了前人用二维多层电磁场理论求解的转子侧各层阻抗解析表达式，最终给出简化解耦后的等效电路及各参数解析表达式。其次，为了验证等效电路和参数表达式的准确性，本文在等效电路和参数表达式的基础上给出了该类电机的电磁计算步骤并开发出了相应的电磁计算程序，该程序可计算电机的常规工作特性。再次，针对一台样机建立了有限元仿真模型，分析了其电磁特性且给出了电机参数的有限元求法。最后，利用有限元求取的结果和实验结果分别验证了等效电路及基于等效电路和参数表达式的电磁计算程序的准确性。

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1 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究概况

1.3 论文的主要研究内容

2 笼型实心转子屏蔽电机等效电路及参数计算

2.1 引言

2.2 等效电路的研究

2.3 等效电路的网络矩阵求解

2.4 等效电路的参数计算

2.5 等效电路的简化

2.6 本章小结

3 笼型实心转子屏蔽电机电磁计算程序开发

3.1 引言

3.2 笼型实心转子屏蔽电机电磁计算过程框图

3.3 笼型实心转子屏蔽电机电磁计算程序

3.4 本章小结

4 笼型实心转子屏蔽电机的有限元分析及参数计算

4.1 引言

4.2 应用有限元计算电机电磁场的数学模型

4.3 笼型实心转子屏蔽电机有限元建模步骤

4.4 电磁场计算结果分析

4.5 有限元计算电机参数方法

4.6 本章小结

5 等效电路及电磁计算的样机验证

5.1 引言

5.2 等效电路的有限元验证

5.3 电磁计算的验证

5.4 本章小结

6 总结与展望

6.1 本文总结

6.2 课题展望

致谢

参考文献

附录 攻读硕士学位期间发表的论文