背繞式定子繞組高速永磁電機三維電磁場與溫度場分析.pdf

1、隨著高速永磁同步發(fā)電機在分布式供能系統(tǒng)、飛輪儲能及航天航空領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，高速永磁同步發(fā)電機已經(jīng)成為電機領(lǐng)域研究的一個重要方向。與傳統(tǒng)電機結(jié)構(gòu)相比，轉(zhuǎn)子護套使得電機的有效氣隙長度增加，而且在高頻磁場作用下，轉(zhuǎn)子內(nèi)將產(chǎn)生附加的渦流損耗，提高了電機內(nèi)的溫度，本文針對于所研究的高速永磁同步發(fā)電機的結(jié)構(gòu)特點及所存在的問題進行了電磁場與溫度場的數(shù)值計算分析。
　　 首先結(jié)合背繞式高速永磁同步發(fā)電機的結(jié)構(gòu)特點，建立了電機的三維電磁場計算模型

2、，分析了高速永磁電機空載及額定負(fù)載狀態(tài)下，定子鐵心段磁密分布特點、磁密在端部區(qū)域的衰減情況及背繞式定子繞組對端部漏磁場的影響，并對空載漏磁系數(shù)的影響因素進行了分析，給出了電機不同結(jié)構(gòu)下空載漏磁系數(shù)的變化規(guī)律。
　　 其次，根據(jù)高速永磁同步發(fā)電機定子采用油冷的結(jié)構(gòu)特點，建立了流體場與溫度場耦合計算模型，在分析高速永磁同步發(fā)電機損耗計算特點的基礎(chǔ)上，對發(fā)電機工作在不同狀態(tài)下的溫度場進行了計算，分析了電機空載及額定負(fù)載運行時電機內(nèi)溫度

3、的變化，然后對冷卻介質(zhì)在電機內(nèi)軸向流動過程中，電機各部分溫度沿軸向的變化規(guī)律進行了分析。
　　 最后，針對于合金套筒結(jié)構(gòu)高速永磁發(fā)電機，護套內(nèi)渦流損耗大，電機轉(zhuǎn)子溫升高的問題，結(jié)合透入深度理論分析了電機轉(zhuǎn)子表面鍍銅前后渦流電密的變化，給出了銅膜厚度對渦流電密的影響，計算了護套與銅膜總厚度不變及護套厚度保持不變時，轉(zhuǎn)子表面鍍銅前后的表面附加損耗。進一步結(jié)合流體力學(xué)與傳熱學(xué)理論，通過對比分析轉(zhuǎn)子護套表面有無鍍銅層及鍍銅層厚度不同時電