交流电机绕组计算机辅助分析与设计

作者：阚超豪^*

来源：硕士, 华中科技大学, 2006-10-01.

• 非正规绕组
• 串联电机分析法
• 谐波磁势
• T-S曲线
• 绕线式转子绕组
• 转子电势
• m相合成磁势
• 变极
• 四段法

在前人研究的基础上,本文对交流电机绕组进行了系统的分析和研究。在本文中,对非正规绕线式异步感应电机的定子、转子分别进行了分析,又将两者与单绕组变极相结合研究。本文主要从以下四个部分展开论述:首先研究交流电机绕组的基本理论。绕组的研究主要是分析绕组磁势,而分析绕组磁势的四种主要方法,即矢量法、槽号相位图法、复数分解法和用计算机求解。其中矢量法是最经典的方法。其次研究非正规定子绕组。非正规绕组在谐波起动等电机中广泛使用,其谐波也比较复杂,有的是电机起动所需要的谐波,而有些谐波可能产生较大的噪声,以及产生的异步附加转矩可能造成转矩减小,甚至起动过程中出现负转矩,满足不了电机的起动性能.这部分首先对非正规异步机的绕组谐波进行分析,然后采用串联电机法对高次谐波建立等效电路,推导出参数的计算公式,通过计算机辅助设计系统,绘制出非正规异步电机的T-S曲线,为电机的电磁设计提供参数参考。然后研究非正规绕线式转子绕组。绕线式异步电机转子相电势是由其线圈电势矢量叠加得到,其电流在空间产生的磁势除基波外还含有一系列的高次谐波,当高次谐波幅值较大时,对电机的起动和运行性能有较大的影响。这部分采用槽矢量法对每相均具有两种匝数的转子绕组建立了等效电路,推导出参数的计算公式,通过分析和编程,得到各次谐波的m相正、反转合成磁势相对于基波的比值,为电机设计和绕组选择提供评估参考。最后给出了一组仿真结果。最后研究了单绕组电机的变极。在工农业生产中,常要求电机的转速能够调节。而调速中最简单有效的办法是在定子上采用变极绕组。绕组变极的方法是多种多样的,这部分所研究的主要是单绕组变极,文中着重论述了单绕组变极中的四段法变极,并对七种变极方法采用了计算机辅助设计,为电机设计提供参考。