[发明专利]一种实心转子感应电机转子参数修正计算方法

说明书

本发明公开了一种实心转子感应电机转子参数修正计算方法，适用于各种容量光滑实心转子感应旋转电机。首先，针对实心转子感应电机的特点，给出了轴向端部效应、集肤效应、饱和效应和磁滞效应的修正系数。然后，基于二维电磁场理论得到励磁支路参数解析关系式。最后，根据实心转子铁磁材料易饱和的电磁特性，分别给出了转子参数解析关系式，提出的方法为实心转子感应电机的设计提供了新的理论方法。

技术领域

本发明涉及电机设计和分析领域，特别涉及一种实心转子感应电机的特有电磁现象修正系数及参数的计算方法。

背景技术

实心转子感应电机能够频繁重载起动，长时间工作在制动状态，适合于力矩电机以及动力设备。相对于永磁式电机与鼠笼式电机，实心转子感应电机具有简单结构，价格便宜，机械强度高，耐腐蚀，可靠性高等优点，在中高速电机领域应用广泛。通过理论分析获取实心转子感应电机准确参数有助于根据应用需求的转矩曲线对电机进行快速的原型设计。

现有参数计算常利用旋转感应电机的理论计算方法，以获得感应电机T型等效电路中的励磁电阻R_o、励磁电抗X_o、转子漏感X₂、转子电阻R₂参数，如图1所示，虽然，上述方法可获得电机的大致参数，但未考虑实心转子感应电机中特有的转子磁饱和、集肤效应、磁滞效应和轴向端部效应对参数带来的影响。

发明内容

本发明目的是提供一种实心转子感应电机转子参数修正计算方法。

第一步，基于二维电磁场理论可导出转子阻抗参数的修正系数。考虑饱和效应后的电阻修正系数K_rs、电抗修正系数K_xs分别为：

其中：

在上式(1)～(3)中，Δ_k为理论透入深度，即考虑磁饱和时电磁波衰减到零处的深度；n为转子铁磁材料磁化曲线用高阶抛物线表示时的阶数；μ₂为转子表面绝对磁导率；s为转差率；ω₁为电源角频率；π为圆周率；τ为定子极距；σ₂为转子材料电导率；Δ为转子材料的透入深度。

考虑磁滞效应的电阻修正系数K_rh和电抗修正系数K_xh分别为：

其中：

上式(4)～(6)中，X_2e为考虑饱和效应和集肤效应的转子电抗；R_2e为考虑饱和效应和集肤效应的转子电阻；φ为转子材料的磁滞损耗角。

考虑集肤效应的修正系数K_s为：

其中，D₂为转子铁心外径；Δ为转子材料的透入深度，在式(3)中已定义。

考虑轴向端部效应的修正系数K_e为：

其中，g为电磁气隙长度；L_e为转子有效长度；μ_r为转子材料相对磁导率；a在式(3)中已定义。

在忽略励磁损耗的情况下，即R_o＝0，励磁阻抗Z_o可近似表示为：