發(fā)布時間：2020-05-09 20:39

【摘要】：當(dāng)前,能源資源短缺,生態(tài)環(huán)境惡化。因此需要提高電機(jī)效率,通過節(jié)能減排應(yīng)對突出的能源問題。單相感應(yīng)電機(jī)在工業(yè)和日常生活中應(yīng)用廣泛,產(chǎn)量巨大,如何提高其效率具有重要的研究意義。單相電機(jī)中空間諧波含量高,會導(dǎo)致速度—轉(zhuǎn)矩曲線的尖刺和鞍形凹陷,產(chǎn)生諧波轉(zhuǎn)矩和雜散負(fù)載損耗,降低電機(jī)效率。同時諧波轉(zhuǎn)矩的存在會產(chǎn)生振動和噪聲,影響電機(jī)性能,特別是起動轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩。本文分析了單相感應(yīng)電機(jī)的空間諧波,為抑制電機(jī)諧波和提高電機(jī)效率建立理論基礎(chǔ)。首先,對單相電機(jī)的種類進(jìn)行了介紹,分析了各種類型電機(jī)的特點。介紹了國內(nèi)外單相電機(jī)的諧波研究狀況,對單相電機(jī)的分析方法進(jìn)行了研究。其次,分析了單相電機(jī)的工作原理與調(diào)速理論。單相電機(jī)由于本身結(jié)構(gòu)的不對稱及工作電源的特性,導(dǎo)致氣隙中的磁場波形為橢圓形。研究氣隙磁場的分布特性,解釋橢圓磁場的形成原因。對電機(jī)的高速和低速工況下的電機(jī)關(guān)系式進(jìn)行了推導(dǎo),得到了相應(yīng)公式,計算了電機(jī)的性能參數(shù)。然后,分析了電機(jī)氣隙中的諧波磁場,推導(dǎo)了包含諧波的等效電路。用傅里葉級數(shù)表達(dá)了電機(jī)中的空間諧波,根據(jù)繞組產(chǎn)生的磁動勢表達(dá)式,得到它在氣隙中產(chǎn)生磁場強(qiáng)度的表達(dá)式,進(jìn)一步得到氣隙磁場在繞組中感應(yīng)的電動勢,由電動勢表達(dá)式得到電機(jī)的諧波等效電路。由此等效電路,分析了電磁轉(zhuǎn)矩中的諧波成分。最后,建立了仿真模型,得到了仿真結(jié)果,對理論分析進(jìn)行了驗證。對電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩曲線進(jìn)行分析,得到轉(zhuǎn)矩脈振的大小,確定了引起轉(zhuǎn)矩脈振的諧波成分。制造了一臺實驗樣機(jī),進(jìn)行了樣機(jī)實驗,得到了電機(jī)的運行特性,進(jìn)一步驗證理論分析的正確性。
【圖文】：

200 5.43 2.4 620 5.88 2.59300 3.97 1.75 630 8.36 3.69420 3.32 1.47 640 2.72 1.2試驗樣機(jī)的空載實驗得到電機(jī)的空載電流，與仿真部分的結(jié)果進(jìn)行對比模型的正確性。樣機(jī)的定、轉(zhuǎn)子如圖 4.8 所示。進(jìn)行空載實驗時，電機(jī)定子電流，在示波器中獲得電流的波形。樣機(jī)具有三種速度，流值。實驗工具如圖 4.9 所示。的空載實驗結(jié)果如表 4.6 所示，，空載運行仿真得到的電流波形如圖空載運行得到的電流波形如圖 4.11 所示。對比仿真結(jié)果的各種轉(zhuǎn)速，可以看出電流值有一定的誤差，在誤差范圍內(nèi)可以認(rèn)為實驗與仿性，驗證了仿真模型的正確性。

圖 4.9 實驗儀器(a) 850rpm 工況 (b) 680rpm 工況0 50 100 150 200-0.4-0.20.00.20.40.6電流(A)時間 (ms)電流0 50 100 150 200-0.20.00.20.4電流(A)時間 (ms)電流
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM343

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2656706