笼型感应电动机三维温度场计算与分析.docVIP

 笼型感应电动机三维温度场计算与分析# 谢颖，王严* （哈尔滨理工大学 电气与电子工程学院，黑龙江 哈尔滨 150080） 5 10 15 20 25 30 35 40 摘要：笼型感应电动机额定负载运行时，电机转子温度较高，且温度分布在各个方向上并不 均匀，这将直接影响到电机的使用寿命，并且是笼条断裂故障产生的主要原因之一。本文 以 Y802-2 型感应电机为研究对象，建立了样机定转子全域的三维模型，基于有限元计算分 析方法，对额定负载工况下的三维全域稳态温度场进行了分析，计算结果的准确性通过与 样机实测温度值的对比得到证实。研究发现，整个转子热流密度最大值出现在电机导条与 端环的连接处，说明此位置极易发生断裂故障，这一结论与实际情况相符合。 关键词：笼型感应电机；三维温度场；有限元；稳态 中图分类号：TM343 There-Dimensional Steady Temperature Estimation of Squirrel-Cage Induction Motor Xie Ying, Wang Yan (College of Electrical and Electronic Engineering, Harbin University of Science and Technology, Harbin 150080, China) Abstract: Under the rated load conditons, the rotor temperature is high and the temperature distribution in all directions is not even, which will affect directly the service life of the motor and is one of the main causes of the broken bars faut. This paper deals with 3-D temperature estimation for the squirrel-cage induction motor (Y802-2), and it employs finite-element method to analyze the thermal fields. The 3-D temperature model of the induction motor is established. The theoretical predictions are verified by direct comparison with experimental results. Research found that the maximum heat flux is located the joint of the rotor bar and end-ring, indicating that the position often fracture, which is consistent with the reality. Key words: squirrel-cage inductions motors; three-dimensional temperature field; FEM; steady 0 引言 笼型感应电动机具有结构简单、价格低廉、运行可靠等优点成为生产过程中使用最为广 泛的能量转换装置。在电机设计过程中多采用较高的电磁负荷，因而导致电机运行时局部温 度过高，温升是限制感应电机额定功率的一个重要参数，影响电机的出力、效率等性能。准 确地计算出温度场对于设计一台感应电机非常重要，同时会影响电机的操作安全和可靠性。 近年来有很多关于电机温度场方面的研究工作，例如一些参考文献阐述了怎样确定热源 以及电机温度场计算的建模方法[1,2]。一些文献[3,4]对电机定转子气隙的导热系数的确定问题 进行了研究。一些学者结合热效电路对鼠笼式感应电机转子温度分布进行了计算[5]。学者 Mr?z.J建立了一台双笼电动机的三维模型，同时对该电机温度场进行了计算分析[6]。文献[7] 分析了电压谐波对笼型感应电机温升分布的影响。Aldo Boglietti和Dave Staton学者对全封闭 风冷式感应电机的热敏感性做了研究分析[8,9]。国内的专家学者也在感应电机温度场方面做 了大量的研究工作[10-13]。 本文以Y802-2型电机为研究对象，建立了全封闭风扇冷却电机的定、转子三维全域温度 基金项目：高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20102303120001) 作者简介：谢颖（1974-），女，教授，主要研究方向为电机电磁场、温