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高效高压感应电动机铁耗及电磁力分析计算

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摘要

高效高压感应电动机是各工业生产部门重要的驱动设备,其具有广阔的节能前景,在工业节能电机研究中有着重要的地位。本文以大中型高效高压感应电动机为研究对象,针对高压感应电动机结构及运行特点,在电机有限元电磁场分析的基础上,对高压感应电动机铁心损耗及电机内电磁力分布计算进行了深入的分析和研究。
　　 首先,分别建立了高压感应电动机二维涡流场及二维瞬态场有限元数学模型,根据二维涡流场计算结果,采用场-路结合的方法计算得到了电机空载铁耗及相应的定子铁耗三维分布图；根据二维瞬态场计算结果,在对电机铁心关键点磁密变化规律分析的基础上,采用计及谐波影响的磁密波形法对电机空载铁耗进行了计算,并同时得到了相应的定子铁耗三维分布图。
　　 其次,基于二维涡流场计算结果,定量分析了高压感应电动机不用运行工况下定子绕组及转子导条受到的电磁力分布,在此基础上,分析计算了定子槽型、转子槽型以及磁性槽楔相对磁导率等电磁结构参数对电机起动工况下绕组电磁力分布的影响,并针对如何减小高压感应电动机绕组电磁力问题给出优化建议。
　　 最后,建立了二维场-路-运动耦合有限元与麦克斯韦应力法相结合的大型高压感应电动机动态力计算数学模型,对高压感应电动机发生定子单相和三相短路故障时,电机定、转子齿部关键点受力动态分布进行了计算,同时,通过对短路后电机气隙磁密进行谐波分析,得到了两种故障工况下电机气隙磁场所引起的径向与切向电磁力波动态分布。

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