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屏蔽电机在核潜艇、核电站、制冷机械中有广泛的应用,由于屏蔽电机存在定子与转子屏蔽套,产生屏蔽损耗,使得其设计计算与普通的感应电机有很大的差别,如何准确地设计与分析屏蔽电机是电机领域的一个重要课题。
本文分析了屏蔽电机的设计特点,推导了由于定、转子屏蔽套切割气隙磁通所产生的涡流损耗,得出了定、转子损耗的表达式;给出了转子外圆及轴与水之间的摩擦损耗以及水润滑的导轴承、推力轴承产生摩擦损耗经验计算公式。针对屏蔽电机的特点,开发了屏蔽电机的计算机辅助设计软件,给出了软件的主要流程,介绍了曲线和图表处理方法及程序中的特殊问题及其处理方法,说明了其主要功能及其中的重要子程序,并给出了具体的设计计算实例及试验研究结果。本软件具有友好的人机界面,实现了屏蔽电机设计的计算机化,可以大大减少人工计算的工作量,缩短设计的周期,提高设计的精度。
对电机电磁场中的基本物理问题及场路耦合法的基本原理进行论述,建立了三相屏蔽感应电动机场路耦合方法的离散化数学模型,在用有限元时步法计算了电机磁场的基础上,采用场路耦合法准确计算了三相屏蔽感应电动机的动态问题,得到了空载起动不同时刻磁场分布,以及绕组反电势、定转子电流、启动转矩、转速、磁链、损耗等参数随时间变化的曲线,并给出了电机损耗实验结果,屏蔽损耗的计算结果与实验结果相吻合。