本文關(guān)鍵詞：閉口槽潛水電機(jī)卡特系數(shù)計(jì)算及定子端部繞組電磁振動(dòng)研究

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【摘要】：近年來(lái),潛水電機(jī)在農(nóng)業(yè)灌溉、原油開(kāi)采、搶險(xiǎn)防澇等重要場(chǎng)合中受到了越來(lái)越廣泛的關(guān)注,隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和市場(chǎng)需求的刺激,我國(guó)已經(jīng)研制出世界上最大功率的4000kW潛水電機(jī)。大功率潛水電機(jī)有兩個(gè)重要的特點(diǎn),一是采用閉口槽定子沖片,二是采用多平面端部繞組。由于潛水電機(jī)的獨(dú)特運(yùn)行環(huán)境,采用閉口槽潛水電機(jī)可很大程度地削弱水摩擦損耗,而采用多平面端部繞組可有效降低端部繞組溫升。由于閉口槽潛水電機(jī)的槽磁橋處高度磁飽和,卡特系數(shù)不再是1,因此尋求有效的計(jì)算閉口槽潛水電機(jī)的卡特系數(shù)的方法意義重大。潛水電機(jī)的定子繞組在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行過(guò)程中受到交變電磁力作用發(fā)生振動(dòng),由于潛水電機(jī)向高功率方向發(fā)展,定子端部繞組所受電磁力越來(lái)越大,長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行可能導(dǎo)致絕緣層磨損和疲勞,甚至?xí)l(fā)停機(jī)。因此,研究大功率閉口槽潛水電機(jī)端部繞組電磁振動(dòng),對(duì)于潛水電機(jī)的設(shè)計(jì)及優(yōu)化具有很重要的理論指導(dǎo)意義,且具備一定的工程實(shí)用價(jià)值。本文結(jié)合閉口槽潛水電機(jī)槽磁橋處高度磁飽和的特點(diǎn),提出磁導(dǎo)等效法和幾何等效法用以計(jì)算閉口槽電機(jī)的卡特系數(shù),并與有限元法計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較。磁導(dǎo)等效法可考慮槽磁橋處的磁飽和特性,幾何等效法適用于工程中快速計(jì)算卡特系數(shù)。基于槽磁橋處高度磁飽和的特點(diǎn),計(jì)算分析了不同槽型電機(jī)起動(dòng)過(guò)程中槽漏抗及轉(zhuǎn)子空載表面損耗。建立閉口槽潛水電機(jī)的三維端部模型,采用時(shí)步有限元和時(shí)諧有限元法求解端部漏磁場(chǎng)。分別采用改進(jìn)解析法和有限元法計(jì)算了閉口槽潛水電機(jī)的端部繞組漏感,采用有限元法分析了閉口槽潛水電機(jī)端部渦流損耗并提出削弱措施,進(jìn)一步研究了閉口槽潛水電機(jī)端部磁-熱耦合問(wèn)題。最后,采用三維有限元法對(duì)2800kW, 10kV閉口槽潛水電機(jī)進(jìn)行了穩(wěn)態(tài)運(yùn)行和起動(dòng)過(guò)程中的端部繞組電磁力分布研究,基于此,分析了端部繞組的應(yīng)力分布及變形,并對(duì)端部繞組進(jìn)行了模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析。所得結(jié)論,可為解決實(shí)際工程問(wèn)題提供一定的參考,并為潛水電機(jī)端部繞組結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)和提高電機(jī)運(yùn)行可靠性等方面提供指導(dǎo)意義。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TV734

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本文編號(hào)：1265234