籠型實心轉子屏蔽電機電磁場有限元分析與計算.pdf

1、籠型實心轉子屏蔽電機具有普通屏蔽電機的運行特性，但其轉子采用鐵磁實心體中嵌入籠型導條的結構型式，使得該種電機既有實心轉子電機轉子機械可靠性高的特點，又有普通鼠籠異步電機小轉差率運行時力能指標高的優(yōu)點，因而在許多傳動系統(tǒng)中得到了應用。 電機運行時，定、轉子屏蔽套和轉子實心體中感應出的渦流不但對氣隙磁場的分布產(chǎn)生影響，而且由其產(chǎn)生的渦流損耗使得電機溫升增加，效率下降。單純依靠磁路法對該種電機進行電磁設計和性能分析，不能精確計及鐵心飽

2、和與渦流的影響，計算結果與實測值相比往往有較大誤差。應用有限元數(shù)值計算方法，可以較全面地考慮這些因素對電機性能的影響，揭示出磁場和渦流的分布規(guī)律，為電機運行性能的分析以及工程優(yōu)化設計提供了較為可靠的理論參考。 本文首先根據(jù)籠型實心轉子屏蔽電機的結構特點，建立了該種電機的等效電路，提出了通過有限元數(shù)值計算求解等效電路參數(shù)的方法；在一定的假設條件下，推導了定子屏蔽套中渦流損耗的計算公式，分析了影響屏蔽套渦流損耗的各種因素，指出了減小

3、損耗的措施。其次，概述了電磁場有限元數(shù)值計算的原理和求解方法，總結了電機的各種二維有限元計算模型以及每種模型的適用范圍和優(yōu)缺點。通過二維非線性時諧場有限元建模，分析了一臺籠型實心轉子異步電機起動時鐵心的飽和情況與轉子渦流的集膚效應。最后，對一臺籠型實心轉子屏蔽電機進行了二維瞬態(tài)場有限元建模與求解，分析了電機在空載起動和額定運行工況下的性能指標；計算了定子屏蔽套的渦流損耗，通過將數(shù)值計算結果與解析公式計算值進行比較，驗證了有限元法在該電機