轴径向磁通超导同步电动机电磁场和温度场分析计算.pdf

Classified Index:TM 37 Dissertation fortheMasterDegree inEngineering Calculation and Analysis of ic and Temperature Fields inAxial-radial Flux Typ e Superconducting Synchronous Motor Candidate: Supervisor: YiRan LiWeili Academic Degree Applied for: Master ofEngineering Specialty。 ElectricalMachine andApparatus Date ofOral Examination: March,20 12 University: Harbin University of Science and Technology 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《轴径向磁通超导同步电动机电磁场与温度场的分析计算》,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。作撇:彳尹魍、跳洲年Ⅶ乡日哈尔滨理工大学硕士学位论文使用授权书《轴径向磁通超导同步电动机电磁场与温度场的分析计算》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√) 作者虢/f尹翅、导师签名: 同期b如fJ年≥月/,乡日日期:易f渗;月∥E:I 哈尔滨理工大学工学硕士学位论文轴一径向磁通超导同步电动机电磁场与温度场的分析计算摘要随着高温超导材料的发展及科学技术的不断提高,高温超导电机以其功率密度大、体积小、超导绕组接近零损耗等优点成为电工领域的研究热点之一。与常规电机相比,轴径向磁通超导同步电动机定子采用跑道型超导线圈,然而转子部分的附加损耗将会以热量的形式散失,提高的电机的温度, 影响了超导电机运行的可靠性及稳定性,因此本文针对一台轴径向磁通超导同步电动机为例,采用数值计算方法对轴径向超导电机电磁场以及温度场进行了研究。首先,基于轴径向超导同步电动机的工作原理及结构特点,建立了轴径向超导同步电动机三维瞬态电磁场数学模型,分析电机空载及负载状态下气隙磁密的三维分布特点,给出了电机定子结构对气隙磁密所产生的影响,进一步计算分析了电机转子表面的附加损耗,分别研究了实心转子超导电动机起动过程及稳定运行时感应涡流的变化情况; 其次,根据超导样机的实际结构尺寸及运行工况,建立了超导样机的温度场数值计算模型,在确定电机各部件损耗分布的基础上,运用反复收敛迭代的方法确定了超导电机定子表面散热系数,然后计算了样机各部分的温度分布,给出了超导样机温度分布的特点,并与实测数据进行了对比。在上述分析的基础上,对比研究了超导电机与非超导电机的温度分布。最后,针对于超导永磁电机励磁无法调节的缺点,采用数值计算方法对轴径向磁通超导电动机的瞬态电磁场进行了计算,分析了电机轴向励磁磁动势不同时,电机空载电动势的变化情况,并进一步研究了轴向励磁磁动势方向不同时对电机电磁场分布的影响,计算结果表明轴径向磁通超导同步电动机具有一定的励磁调节功能,并结合空载电动势试验进行验证。关键词高温超导;轴径向磁通;同步电动机;电磁场;温度场哈尔滨理工大学工学硕士学位论文 Calculation and Analysis ic and Temperature Fields Fluxin _ 1ype Superconducting Synchronous Motor Abstract Wi也the development ofhigh temperature superconducting materials and technology,high temperature superconducting motor es one ofthehot researches field,due toitslargepower density,small volum