变频调速异步电机的设计与分析

作     者：刘万太 

作者单位：湖南工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：彭晓

授予年度：2011年

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主      题：变频电机 谐波 铁心损耗 

摘      要：近年来,随着电力电子技术的迅速发展,变频调速技术的应用也越来越广泛。然而,作为变频调速系统的执行机构—变频电机的设计还不成熟,许多设计和工艺问题还没有圆满解决,所以变频电机的设计与分析这一课题也引起了许多学者的关注。 由于变频电机运行于不同的频率点,电机的效率、功率因数及损耗等性能参数也不同。本文以异步电动机等效电路为基础,分析了当电源频率改变时,电机定转子电阻、电抗等主要参数的变化规律。 本文详细论述了变频调速异步电机中空间谐波和时间谐波的产生基理,分析了谐波对电机运行性能的影响及对绝缘系统的危害。由于变频电机的运行频率是可变的,随着运行频率的升高,铁心损耗所占的比重也越来越大,本文针对变频电机中的铁磁材料特性分析与建模、变频器供电时电机铁耗计算模型等问题做了系统的论述,并通过理论分析与试验验证,提出了谐波铁耗的修正系数,大大提高了变频电机铁耗的计算精度。 本文从传统异步电机的设计特点入手,指出了变频电机与传统异步电机在设计上的不同之处。接着对变频电机的设计特点做了详细分析,具体讨论了变频电机的额定点确定方法及主要尺寸的选取;说明了电机定、转子槽数选择和槽形的设计特点,分析了变频电机的槽形尺寸对运行性能的影响;研究了变频器驱动下异步电机的绝缘结构设计及电磁负荷的确定方法。 根据变频电机的设计思想,设计了一台1.5KW/380V,基准频率150Hz的变频调速三相异步电动机,并对其进行了试验与分析。