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大转动惯量负载用三相感应电动机是发电厂拖动磨煤机转动的专用电动机。由于磨煤机的转动惯量大,使得该电动机具有起动电流大、起动时间长等特点,导致电动机起动过程中的转子损耗与发热问题尤为突出。然而,目前鲜有文献对其起动过程的损耗和发热问题进行研究。为了掌握大转动惯量负载用三相感应电动机在额定、堵转和起动三种工况下转子部件的损耗与温度分布规律,本文采用有限元法对三种工况下该电动机的电磁场和温度场展开研究。 首先,本文选择1台1400kW的YFM800-12大转动惯量负载用三相感应电动机作为研究对象,建立了该电动机二维电磁场和转子三维温度场有限元参数化模型;第二,对该电动机在三种工况下的电磁场进行了分析求解,针对转子铁耗计算的难题,在该电动机额定运行时,建立了转子齿谐波铁耗的分析与计算模型,并采用分点计算与曲线拟合的方法,建立了起动过程中转子铁耗、铜耗以及转子表面传热系数随转速变化的计算模型;第三,对该电动机在三种工况下的转子温度场进行了分析求解,得到了不同工况下转子部件的温度分布规律,并分析了基波铁耗和二阶齿谐波铁耗对转子温度分布的影响;最后,为了降低该电动机转子部件的损耗与发热,提出了转子结构优化方案。 结果表明,在三种不同运行工况下,转子导条的铜耗均为最大,是转子的主要发热部件;在额定运行时,转子铁耗主要由一阶齿谐波磁场产生,基波铁耗与二阶齿谐波铁耗对转子温度的影响很小,可忽略不计;在堵转时,转子铁耗主要由基波磁场产生;YFM800-12三相感应电动机起动完成时,转子部件最高温升达到141.1K;通过优化转子结构,可有效降低转子的损耗与发热。 本文的研究工作为大转动惯量负载用三相感应电动机的损耗与发热计算提供了参考,并为YFM800-12三相感应电动机的转子优化设计提供了理论参考和依据。