新型异步电动机的研究.doc

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摘要

笼型感应电动机结构简单、运行可靠，但是起动性能较差。而传统绕线异步电机虽然具有较好的起动性能，但由于其结构复杂、故障率高，严重影响了该电机的使用范围。为解决传统绕线电机结构上的缺陷并具有良好的起动性能，本文从电机的绕组出发，以电机的定、转子绕组为整体研究对象，设计出一种结构简单、起动性能优异的新型无刷绕线异步电动机。

该电机以谐波起动理论为基础，利用电机绕组理论和槽号相位图设计出一种接法简单、嵌线容易、不断电切换的绕组方案。其中定子绕组采用两种接法，分别对应起动和运行状态，起动时定子绕组能产生有利于起动的谐波，运行时谐波含量很少；转子绕组采用特殊的连接方式，能为谐波和基波感应电流分别提供不同的流通路径，前者的流通路径中具有很大的折算电阻，能显著降低起动电流和提高起动转矩；基波感应电流流通路径中的电阻很小，电机的运行效率高。绕组设计的关键在于将定、转子绕组看成一个整体加以研究，互相配合，转子绕组要以定子绕组的特点为设计基础。利用槽矢量星形图对绕组方案进行了详细的分析。

针对新型无刷绕线异步电动机与传统绕线异步电机电磁设计的不同之处，对电磁设计的几个关键问题进行了研究，包括主要尺寸的选取、参数的计算以及起动性能的计算方法等。并结合等效电路图，研究出了电机的数学模型和仿真模型。

仿真和样机试验证明，该新型电动机的起动性能得到了显著提高且结构简单，该绕组方案很好地解决了传统电机性能与结构之间的矛盾。

关键词：无刷绕线异步电动机，起动性能，槽号相位图，绕组方案，数学模型

Abstract

Althoughcageinductionmotorissimpleinstructure,reliableinoperation，butstartingperformanceispoor.Windingasynchronousmotorhasbetterstartingperformanceandoperationperformance,andthescopeofapplicationisbelimitedduetothecomplicatedstructureandhighfailurerate.

Inordertoovercomethestructurallydeficientandfurtherimprovethestartingperformanceofthewindingasynchronousmotor,basedonthewindingsofelectricmotor,anoveltypebrushlesswound-rotorasynchronousmotorisdesignedwithsimplestructureandexcellentstartingcapabilitybyresearchonthewindingsasawholeinthispaper.Basingharmonicstartingtheoryasafoundation,anewschemeofstatorwindingandrotorwindingisdevisedbyusingthemodernwindingtheoryandslot-numberphasegraph.Thewindingschemehasanumberoffeaturesassimple-connection,easy-embeddingandcapableofuninterruptiblepowersupplyswitching.Thestatorwindinghastwostateswhichonekindcorrespondstostatesofstartingandtheothercorrespondstostatesofoperational.Thestatorwindingcanproduceharmonicswhichisadvantageoustostarting.TheRotorwindingwhichadoptsspecialmethodofconnection,canprovidesflowpathforinducedcurrentoffundamentalwaveandharmonicwave.Theformerpathhasverybi