高速電機(jī)電路模型和鐵耗的分析與計(jì)算.pdf

1、隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展,高速電動(dòng)機(jī)在高速傳動(dòng)、加工、儲能等領(lǐng)域獲得了越來越廣泛的應(yīng)用,準(zhǔn)確分析和設(shè)計(jì)高速電動(dòng)機(jī)的電磁性能具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值.本論文以高速變頻異步電動(dòng)機(jī)和永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)為研究對象,圍繞著"高速電機(jī)電路模型和鐵耗的分析計(jì)算"這一主題做了如下研究工作:(1)在詳細(xì)分析電源諧波電壓的基礎(chǔ)上,采用諧波分析法建立了變頻器供電的變頻異步電機(jī)的諧波等效電路模型,計(jì)及了集膚效應(yīng)對諧波等效電路參數(shù)的影響,探討了提高高速變頻異步電動(dòng)機(jī)

2、效率和功率因數(shù)的途徑.(2)從電機(jī)的基本磁鏈方程入手建立了永磁無刷直流電機(jī)的電路方程.以兩相導(dǎo)通三相六狀態(tài)星形方波永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)為例,在詳細(xì)分析其運(yùn)行模式的基礎(chǔ)上,建立了其運(yùn)行模式的等效電路模型,給出了方波永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)的電樞相電流的解析表達(dá)式,建立了計(jì)及繞組電感的永磁無刷直流電機(jī)穩(wěn)態(tài)電路模型,深入探討了其全壓運(yùn)行和PWM調(diào)速運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)態(tài)電路模型.該穩(wěn)態(tài)電路模型從理論上解決了方波永磁無刷直流電機(jī)中換相時(shí)間的計(jì)算、電樞電阻大于繞組

3、直流電阻,轉(zhuǎn)矩系數(shù)大于電勢系數(shù)和其工作特性非線性等問題,揭示了永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的直流電壓和反電勢之間應(yīng)滿足的數(shù)量關(guān)系.(3)以Bertotti分立鐵耗計(jì)算模型為基礎(chǔ)分析了交變磁場波形對鐵耗的影響,比較了幾種典型交變磁場波形下的鐵耗計(jì)算模型,應(yīng)用諧波分析法建立了任意磁場波形的鐵耗計(jì)算模型.結(jié)合電壓型變頻器的諧波特性,完整地建立了SPWM電壓型變頻器供電的異步電動(dòng)機(jī)損耗計(jì)算模型.該模型從理論上揭示了變頻器的載波頻率、調(diào)制度等變頻

4、器特性參數(shù)與電機(jī)的諧波損耗之間的數(shù)量關(guān)系.本文還建立了計(jì)及繞組電感的方波永磁無刷直流電機(jī)的繞組銅耗計(jì)算模型,并分析了平均電流法計(jì)算繞組銅耗的理論誤差.(4)從電機(jī)總體方案的確定、電機(jī)有效材料的選取、電機(jī)磁路結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和繞組結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)等方面系統(tǒng)論述了永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)問題,建立了一套比較完整的電機(jī)設(shè)計(jì)程序.以等效磁路法和電磁場法相結(jié)合的方式建立了永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)的磁場求解模型,分析了永磁無刷直流電機(jī)中電樞反應(yīng)的性質(zhì),推導(dǎo)了幾種典型