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大功率直线感应电动机的电磁计算及设计研究

作　者: 吕凌
导　师: 周理兵
学　校: 华中科技大学
专　业: 电机与电器
关键词: 直线感应电动机双边型有限元法端部效应等效电路
分类号: TM346
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 195次
引　用: 1次
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内容摘要

直线感应电动机是一种将电能直接转化成直线运动机械能而不需要任何中间转换机构的传动装置。由于采用了“零传动”从而较传统传动方式有明显的优势如:结构简单、无接触、无磨损、噪声低、速度快、精度高等。近年来,随着工业加工质量和运动定位精度等要求的提高,直线感应电动机受到了广泛的关注。随着电气化驱动列车在高速轨道交通运输中的研究应用以及电磁发射器等新概念武器在军事方面的研究试用,高速、大功率直线感应电动机的研制开始进入快速发展时期。直线感应电机的气隙比一般旋转电机大,所以与同容量的旋转电机相比,直线感应电动机的功率因数会相对较低。不仅如此,由于直线感应电动机初级和次级在结构上的不连续性,使得电机存在独有的端部效应,它将引起气隙磁场的畸变,影响电机的计算参数和性能。这些特点需要通过电磁场分析来加以研究,并在电机的电磁设计中加以考虑。首先,本文根据大功率直线感应电动机的结构特点,建立了直线感应电机的等效电路,提出了基于准二维电磁场理论求解等效电路参数的解析方法。本文在一定的假设条件下,运用该解析方法推导了双边型长初级短次级直线感应电动机等效电路参数的计算公式。该等效电路充分考虑了直线感应电动机的端部效应、次级漏抗和集肤效应的影响,并在各参数的计算公式中加以体现。其次,本文研究了直线感应电动机的电磁设计方法,编制了一套电磁设计程序,并应用所编制的程序成功设计了两台样机,达到了预期的设计目标。最后,本文通过二维时谐场有限元建模与求解,分析了电机起动时次级两端的磁场畸变和受力情况,验证了电磁场解析法理论分析的正确性,并校核了直线感应电动机的等效电路。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
1 绪论  9-21
  1.1 课题的研究对象和意义  9-15
  1.2 国内外研究概况和主要研究方向  15-19
  1.3 课题的研究目的、方法和研究内容  19-21
2 直线感应电动机电磁场分析与等效电路参数计算  21-38
  2.1 电磁场计算基本假定  23-24
  2.2 基于一维电磁场理论的参数计算  24-31
  2.3 基于二维电磁场理论的参数修正  31-37
  2.4 本章小结  37-38
3 双边型直线感应电动机有限元分析  38-53
  3.1 电磁场有限元计算方法  39-43
  3.2 双边型直线感应电动机二维有限元建模与求解  43-47
  3.3 有限元计算结果分析  47-52
  3.4 本章小结  52-53
4 直线感应电动机的电磁设计  53-69
  4.1 电磁参数对电机性能的影响  53-55
  4.2 电磁设计方法  55-62
  4.3 电磁设计的计算机程序  62-65
  4.4 直线感应电动机电磁设计算例  65-68
  4.5 本章小结  68-69
5 全文总结及展望  69-71
  5.1 全文总结  69
  5.2 课题后续研究任务  69-71
致谢  71-72
参考文献  72-75

大功率直线感应电动机的电磁计算及设计研究

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