高压永磁自起动同步电动机实心转子三维温度场计算与分析

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1、国内图书分类号：TM351工学硕士学位论文高压永磁自起动同步电动机实心转子三维温度场的计算与分析硕士研究生：陈婷婷导师：李伟力申请学位级别：工学硕士学科、专业：电机与电器所在单位：电气与电子工程学院答辩日期：2012年3月授予学位单位：哈尔滨理工大学ClassifiedIndex：TM351DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringCalculationandAnalysisof3—-DTemperatureFiledfortheSolidRotorinLine-StartHigh-VoltagePermanentMagnetSynchronousM

2、otorCandidate：Supervisor：ChenTingTingLiW．eiliAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ElectricMachinesandElectricApparatusDateofOralExamination：March，2012University：HarbinUniversityofScienceandTechnology㈣5咖4㈣9帅0嗍8舢Z洲2洲Y哈尔滨理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《高压永磁自起动同步电动机实心转子三维温度场的计算与分析》，

3、是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文研究工作做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名：潲日期：afp年。弓月I弓日哈尔滨理工大学硕士学位论文使用授权书《高压永磁自起动同步电动机实心转子三维温度场的计算与分析》系本人在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归哈尔滨理工大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解哈尔滨理工大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向

4、有关部门提交论文和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权哈尔滨理工大学可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于保密口，在年解密后适用授权书。不保密由。(请在以上相应方框内打、／)作者签名：导师签名：日期：20／z年o；月I弓日日期：劬／僻1月／／3日哈尔滨理工大学工学硕士学位论文高压永磁自起动同步电动机实心转子三维温度场的计算与分析摘要高压永磁电机较异步电机具有一定的优越性，如效率高、功率因数大、运行电流低、电缆用量少、电缆损耗低、可靠性高及节电效果显著等优点，对倡导国家“节能环保”政策和国民经济的可持续发展具有重大的战略意义。然而高压永磁电机工

5、作时，定转子之间热交换问题复杂，转子散热能力差，会引起电机转子热量过高及永磁材料热退磁现象，尤其是实心结构转子损耗较大，更会造成内置永磁材料的失磁，影响电机的工作性能、运行效率及使用寿命，所以对高压永磁电机转子温度场的计算十分重要。本文主要针对实心转子三维温度场难以准确计算及如何降低实心转子永磁体温升问题进行了研究。首先以一台315kW、6kV永磁自起动同步电动机为例，建立永磁同步电动机二维瞬态电磁场模型，通过合理假设，利用有限元法对永磁电机实心转子涡流损耗进行求解，给出了气隙磁密基波及各次谐波分布情况，之后研究了气隙长度变化对电机电磁性能的影响，为永磁电机温度场的计算提供了理论依据。其次，针

6、对实心结构转子损耗大，热量高，嵌入在实心转子铁心内部的永磁体长期工作在高温环境易引起失磁现象的问题，对电机结构稍作改进，探索了降低高压永磁自起动同步电动机实心转子永磁体温升的方法，分析了在永磁体四周边界面加入绝缘材料对其温度的影响，同时也给出了几种方案下电机起动笼条和两个端面温度的对比情况，为降低永磁体温升提供了解决途径。最后，在前一章研究基础上，选择其中一种优化方案作进一步分析，考虑了隔热层的材料对电机永磁体隔热效果的差异，着重研究隔热层电介质与永磁体温升的关系，同时探讨了气、固电介质对电机实心转子温度场影响，得出的～些有益结论，为永磁自起动同步电动机的优化设计提供了参考。关键词高压；永磁自

7、起动同步电动机；实心转子；三维温度场；隔热层哈尔滨理工大学工学硕士学位论文CalculationandAnalysisofamDTemperatureFiledfortheSolidRotorinLine-·StartHigh·-VoltagePermanentMagnetSynchronousMotorAbstractHigh-voltagepermanentmagnetsynchronousm