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电工技术学报 2019年第4期34卷 646-653页

作者：鲍晓华方金龙徐威吴长江合肥工业大学电气与自动化工程学院合肥230009

双斜槽转子感应电机是一种能提升普通单斜槽转子感应电机性能的新型电机,横向电流和磁场饱和轴向变化对其起动性能的影响未得到充分研究。为了精确计算双斜槽转子感应电机的起动转矩,基于三维有限元瞬态场,本文建立一种考虑横向电流和... 详细信息

双斜槽转子感应电机是一种能提升普通单斜槽转子感应电机性能的新型电机,横向电流和磁场饱和轴向变化对其起动性能的影响未得到充分研究。为了精确计算双斜槽转子感应电机的起动转矩,基于三维有限元瞬态场,本文建立一种考虑横向电流和磁场饱和轴向变化的双斜槽转子感应电机分析模型。提出一种考虑主电抗变化的等效电路参数法,精确计算双斜槽转子感应电机的起动转矩特性。同时通过分析气隙磁通密度的轴向变化来说明三维有限元分析模型能考虑磁场饱和轴向变化,通过仿真不同横向电阻值的有限元模型来探究横向电阻与转矩-转速曲线的关系。与有限元中的虚位移法和实验相比,计算结果证明了所提方法能够精确计算双斜槽转子感应电机的起动转矩。

关键词：双斜槽转子感应电机起动转矩横向电流磁场饱和轴向变化

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双斜槽转子感应电机的等效电路参数计算及电磁转矩分析

双斜槽转子感应电机的等效电路参数计算及电磁转矩分析

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作者：方金龙合肥工业大学

学位级别：硕士

感应电机在工业驱动中有着举足轻重的地位,其性能标准随着经济发展有所提高。特殊斜槽转子感应电机是对传统单斜槽转子感应电机的结构改造,旨在避免单斜槽转子感应电机轴向窜动等缺点,提高感应电机的相关性能。过去一些研究表明,与单斜... 详细信息

感应电机在工业驱动中有着举足轻重的地位,其性能标准随着经济发展有所提高。特殊斜槽转子感应电机是对传统单斜槽转子感应电机的结构改造,旨在避免单斜槽转子感应电机轴向窜动等缺点,提高感应电机的相关性能。过去一些研究表明,与单斜槽转子感应电机相比,这些特殊斜槽转子感应电机能够大幅度减小气隙磁密齿谐波,从而减小电机的振动噪声。这些特殊斜槽转子感应电机的其他性能,还没有得到研究者的重视。本文将以双斜槽转子感应电机为例,先提出等效电路参数的一种有限元计算方法,然后依据等效电路参数模型,深入分析其电磁转矩性能。本文将从以下几个方面深入研究:1、首先阐述分析感应电机等效电路参数模型的意义,然后针对传统解析公式无法准确计算双斜槽转子感应电机等效电路参数,提出适合所有特殊斜槽转子感应电机等效电路参数的有限元计算方法,并且提出了试验方法来计算感应电机的等效电路参数。最后将解析法计算结果、有限元法计算结果和试验结果相比较,验证本文所提方法的有效性。2、本文在利用有限元法计算双斜槽转子感应电机等效电路参数和电磁转矩时,需要建立三维(3D)有限元模型。有限元模型将会重点考虑斜槽转子感应电机共有的特性,如横向电流和磁场饱和轴向变化这两个难点,也会考虑转子导条集肤效应等因素。3、理论分析虚位移法和等效电路参数法计算电磁转矩的原理和过程,再将双斜槽转子感应电机电磁转矩的等效电路参数法计算结果、虚位移法计算结果和试验结果相比较,可以得到本文提出的等效电路参数法在计算特殊斜槽转子感应电机电磁转矩的优势。4、利用等效电路参数法分别计算单斜槽转子感应电机、双斜槽转子感应电机和带中环的双斜槽转子感应电机的电磁转矩,并与理论分析结果比较,得到两种双斜槽转子感应电机能够提高单斜槽转子感应电机的起动转矩和最大转矩。理论分析和仿真结果均表明,对于斜槽转子感应电机,能找到一个合适的斜槽角度使谐波转矩值达到最小值,从而提高它们的电磁转矩性能。本文对双斜槽转子感应电机等效电路参数和电磁转矩进行了比较系统的研究,基于理论分析、有限元计算结果和试验结果,表明本文所提的计算方法和分析思路能够为各种特殊斜槽转子感应电机转矩性能研究提供参考。

关键词：双斜槽转子感应电机等效电路参数电磁转矩横向电流磁场饱和轴向变化

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双斜槽转子感应电机的快速场路耦合分析

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电机与控制应用 2022年第8期49卷 7-13页

作者：陈国玮明帅刘志远鲍晓华合肥工业大学电气与自动化工程学院安徽合肥230009 合肥工业大学智能制造技术研究院安徽合肥230009

为克服双斜槽感应电机轴向拓扑仿真时需采用低效率高精度的三维有限元仿真的问题,针对错开双斜槽转子感应电机(DSRIM)提出一种等效电路,然后基于多层有限元模型建立DSRIM的轴向分层等效电路。在等效电路与磁场耦合分析的基础上,运用分... 详细信息

为克服双斜槽感应电机轴向拓扑仿真时需采用低效率高精度的三维有限元仿真的问题,针对错开双斜槽转子感应电机(DSRIM)提出一种等效电路,然后基于多层有限元模型建立DSRIM的轴向分层等效电路。在等效电路与磁场耦合分析的基础上,运用分布磁路法求出气隙磁场分布与稳态性能指标。与试验结果进行对比,对比结果显示该方法的计算结果具有指导意义。

关键词：双斜槽转子感应电机等效电路分布磁路法气隙磁通密度有限元

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双斜槽转子异步电动机磁热固计算分析

双斜槽转子异步电动机磁热固计算分析

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作者：陈国玮合肥工业大学

学位级别：硕士

单斜槽电机因其制造简便,服役性强被广泛应用于为工农业提供动力。近年来,为响应国家“十四五”的号召,进一步释放高效节能领域需求,这要求我们对感应电机进一步优化,而单斜槽转子拓扑已较为成熟,在其基础上优化对电机性能提升有限。双... 详细信息

单斜槽电机因其制造简便,服役性强被广泛应用于为工农业提供动力。近年来,为响应国家“十四五”的号召,进一步释放高效节能领域需求,这要求我们对感应电机进一步优化,而单斜槽转子拓扑已较为成熟,在其基础上优化对电机性能提升有限。双斜槽转子具有低噪声并可完全消除同步附加转矩的优点,并解决了单斜槽转子容易产生轴向窜动的缺点。故本文以双斜槽转子感应电机为对象,分析探索双斜槽转子感应电机温升分布与应力分布,并就潜在热应力故障提出优化拓扑。提出一种槽端结合的漏抗计算方式计算双斜槽转子特有结构中环的漏抗。提出一种适用于双斜槽转子的等效电路并与分布磁路法结合,缩短仿真时间。主要工作有以下几个方面:基于三维电磁场计算结果,建立三维温度场模型,以双斜槽转子感应电机各单元上的损耗密度为载荷求解电机三维稳态温度场,再根据温升分布在应力场中求解电机转子热应力,分析发现普通中环双斜槽转子在中环与导条连接处热应力最大,在此处具有潜在热应力断条故障。为此就优化电密分布,以热应力转移为目标进行流程优化最终得到不过多影响电磁性能且避免了潜在热应力故障的梯形中环拓扑,最后求得新中环的热应力分布较为合理,热应力最大点转移至机械强度更高的导条上。梯形中环的提出伴随着中环区域漏抗的减少,因中环为周向拓扑类似鼠笼端部,但未有公式计算如此端部漏抗。并提出采用端部漏抗与槽漏抗结合,电磁能量公式与有限元法结合计算中环漏抗,证明该新型中环拓扑可以在不过多影响电机性能的情况下降低中环漏抗,即降低转子漏抗进而提升电机起动性能。提出一种基于错开双斜槽转子拓扑的等效电路,参数计算后,通过对双斜槽转子进行轴向分层将其改进成能考虑双斜槽的等效电路,采用分布磁路法计算气隙磁密,结果存在误差但具有指导意义,且计算速度较三维快。与试验结果比较,双斜槽转子的稳态性能较实验结果误差在允许的范围内,对磁路分析具有一定的理论指导意义。

关键词：双斜槽转子感应电机温度场应力场等效电路分布磁路法

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