无刷交流励磁机电磁计算CAD软件开发

论文摘要

无刷交流励磁机是是同步发电机组的重要组成部分,直接影响到发电机组的运行特性。无刷交流励磁机为旋转电枢式的同步发电机,旋转整流器为模块式的三相整流桥。主发电机的转子、励磁电机的转子和旋转整流器,三者同轴相连。励磁电机的转子电枢产生的三相交流电通过旋转整流器变成直流,给主发电机励磁。励磁调节器通过调节励磁电机的励磁电流即可调节主发电机的输出。由于励磁电机的磁极在定子上,所以避免了使用电刷和滑环,实现了无刷励磁。本文结合当前国内外有关电机电磁设计的研究成果,在对普通同步电机电磁设计进行阐述的基础上,对无刷交流励磁机的电磁设计流程及其算法进行了研究。包括磁路计算,电枢反应计算等。本文还对开发面向对象可视化的电机CAD软件的过程进行了研究。包括如何构建软件,以及算法的实现。如曲线拟合的实现,基于对话框的人机对话的实现等。国内现在异步机的电机设计CAD软件较多,达到使用标准的同步电机CAD设计软件尚不多。本文研究的对象是无刷交流励磁机,该软件不仅实现了可视化电机CAD软件的设计,同时根据佳木斯电机有限责任公司提供的数据,保证了输出数据达到实用标准。另外,该软件还能提供特性曲线输出功能,具有强大的可扩展性和实用性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 同步电机及其励磁系统研究背景
• 1.1.1 同步电机的发展和应用，分类及基本原理
• 1.1.2 同步电机的励磁系统
• 1.2 计算机辅助电机设计技术的国内外发展、研究现状
• 1.3 课题来源及主要研究内容
• 1.4 本章总结
• 2 无刷交流励磁机的基本结构和设计思想
• 2.1 无刷交流励磁机的原理及组成
• 2.1.1 无刷交流励磁机的组成
• 2.1.2 励磁调节原理
• 2.2 无刷交流励磁机的设计思想
• 2.3 无刷交流励磁机的电磁设计特点
• 2.3.1 无刷交流励磁机的设计依据
• 2.3.2 无刷交流励磁机的换向角
• 2.3.3 无刷交流励磁机的电枢反应
• 2.3.4 无刷交流励磁机的短路比
• 2.3.5 无刷交流励磁机的频率
• 2.4 本章小结
• 3 无刷交流励磁机的电磁设计程序
• 3.1 中小型电机设计概述
• 3.1.1 设计原始数据
• 3.1.2 设计过程及内容
• 3.2 无刷交流励磁机的电磁设计流程
• 3.2.1 主要尺寸的选择及输入数据的一些说明
• 3.2.2 磁路计算
• 3.2.3 参数计算
• 3.2.4 损耗及效率
• 3.3 曲线和图表的数学处理方法
• 3.3.1 一般常用的曲线和图表数学处理方法
• d、交轴反应系数C_q 的曲线处理方法'>3.3.2 直轴反应系数C_d、交轴反应系数C_q的曲线处理方法
• L 的数学处理'>3.3.3 圆底槽系数λ_L的数学处理
• b'>3.3.4 相带漏磁比磁导系数K_b
• 3.3.5 硅钢片磁化曲线的数学处理
• φ，电枢电流I_φ 的折算'>3.4 交流励磁机等效交流电势E_φ，电枢电流I_φ的折算
• 3.4.1 交流励磁机相电流分析
• φ'>3.4.2 交流励磁机电枢电流有效值I_φ
• d与交流励磁机电势E_φ的关系'>3.4.3 旋转整流器输出电压平均值U_d与交流励磁机电势E_φ的关系
• c 的计算'>3.4.4 换向角γ及换向电抗x_c的计算
• 3.4.5 交流励磁机电枢反应计算
• 3.4.6 校核换向角
• 3.5 本章小结
• 4 程序编制方法及功能说明
• 4.1 电机CAD 技术及面向对象可视化编程
• 4.2 程序结构说明
• 4.2.1 功能主类
• 4.2.2 CDLG 类
• 4.2.3 CAnalysis 类
• 4.2.4 CFig 类
• 4.3 输入数据说明
• 4.4 曲线绘制算法
• 4.5 程序界面及功能说明
• 4.6 本章小结
• 5 分析与总结
• 5.1 数据分析
• 5.2 总结
• 致谢
• 参考文献