三相异步发电机电磁场分析计算开题报告

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1、青岛大学硕士研究生学位论文开题报告学校代码：11065编号：青岛大学硕士学位论文开题报告论文题目:三相异步发电机电磁场分析计算姓名:刘涛专业名称:电气工程研究方向:电机电磁场计算指导教师:吴新振日期:2015年12月31日1青岛大学硕士研究生学位论文开题报告专业电气工程论文起止日期2015.3-2017.4课题来源导师指导，题目自拟选题报告会日期2015.12.31论文题目三相异步发电机电磁场分析计算研究方向电机电磁场计算一、选题的背景和意义1831年法拉第发现电磁感应原理，1834年亚哥比制成了第一台旋转电机（直流、船用），1884年，在英国由派生斯（C.A.Pa

2、rsons）首先制造出第一台7.5kW、100V，6000r/min的直流汽轮发电机及另一台75kW、100V、4800r/min、单相80Hz的交流汽轮发电机[1]，随着工业的发展，电力很快为全世界广泛应用，尽管我国电力工业保持了良好的增长率，但大面积缺电的现象仍然存在。在石油资源形势日益严峻的情况下，各国均将眼光投向了风力资源巨大的海域，欧洲多个国家已建立了多个海上风力发电厂而且规模巨大。海上风电具有资源丰富、发电利用小时数高、不占用土地、不消耗水资源和适宜大规模开发的特点，近几年欧美国家均把风电开发的重点转向海上，许多大型风电开发企业、设备制造企业正积极探索海

3、上风电发展之路。海上风电投资前景仍然被看好，目前中国的风电发电量已经超过了核电，成为第三大电源，不少专家认为，未来能源结构调整主要应靠风电，在陆上风电开发进入成熟期之后，海上风电空间仍十分广阔。目前主要的发电机一般分为鼠笼型异步发电机、绕线式双馈异步发电机、永磁同步发电机、电励磁同步发电机。其中鼠笼型异步发电机、绕线式双馈异步发电机带有变速齿轮箱，而永磁同步发电机、电励磁同步发电机则是直驱方式。为了承受海上的强风载荷、海水腐蚀和波浪冲击等，海上风电机组的基础远比陆上的结构复杂、技术难度大、建设成本高。基础选型要综合考虑各项因素的影响，主要是水深、海床条件、载荷、施工

4、难度、建设成本几个方面。因此，鼠笼型异步发电机成了目前海上风电的首选发电机。异步发电机结构简单牢固，造价低廉，维修方便等特点使其不但能够作为风力发电和水力发电原件并网独立已解决我国电力紧张现状，而且对于输电线路无法达到的偏远地区，独立运行异步发电机能够充分利用当地的风能、水能丰富的特点搭建独立运行电力系统为用户供电，这不但可以满足片与地区无点人口用电需求，也可大大提高我国风能和水能的利用率，意义重大。异步发电机需求量的不断增加，必然对电机设计提出了更高的要求。电机设计的任务是根据用户提出的产品规格（如功率、电压、转速等）、技术要求（如效率、参数、温升限制、机械可靠性

5、要求等），结合技术经济方面国家的方针政策和生产实际情况，运用有关的理论和计算方法，正确处理设计时遇到的各种矛盾，从而设计出性能好、体积小、结构简单、运行可靠、制造和使用维修方便的先进产品[2]。青岛大学硕士研究生学位论文开题报告对于电机行业，电机的设计与制造水平具有非常重要的意义。良好的设计可以大幅提高电机的运行性能。电机设计任务的来源有两个，一个是国家指令性计划下达的任务，另一个是厂方与用户签订的合同，都会明确地确定两方面的问题：首先是主要的技术指标。对异步电动机而言主要指标也就是该产品的国家标准，内容包括效率、功率因数、起动力矩倍数、启动电流倍数、最大转矩倍数和

6、温升等。其次是经济指标，也就是产品的销售价格。设计的任务就是在保证产品技术性能指标的前提下尽可能降低成本，以获得较大的经济效益。电机设计主要包括电磁设计和结构设计，这两者之间有紧密的联系。电磁计算的任务是根据电机额定数据与性能指标决定其主要尺寸和绕组数据，并校核其性能，然后写出电磁计算单，作为结构设计的基础。结构设计的任务是确定电机的机械结构、零部件尺寸、加工要求与材料的规格及性能要求，包括必要的机械计算及通风和温升计算；本课题主要涉及电磁设计，异步发电机电磁设计主要是以磁路（场）设计计算为基础，通过多方案的磁路计算、损耗和效率计算、电抗、时间常数及短路电流计算等，

7、在满足用户对发电机性能要求和最优经济情况下，选定发电机的定子和转子铁心有效部分的尺寸以及定子、转子线圈和铜线尺寸，并计算出发电机的参数和性能特性曲线。在异步发电机设计中，通常是采用“路”的方法，利用解析公式、经验系数及多次实验获得的曲线进行电机参数和性能的计算分析，它的优点是计算简便快捷，物理概念明确，缺点是某些参数计算精度不够，有些数据全凭经验公式、系数给出。有限元法采用数值计算原理，依据电机具体的物理模型，可以考虑铁心饱和等非线性问题，提高了计算精度。在电机设计的初始阶段，由于没有实验样机，无法用实验验证“路”的方法计算结果是否正确，而有限元法就是一个较好的