基于多场量的笼型感应电机三维瞬态磁热固耦合计算分析

以一台小型感应电机为例,参考样机转子斜槽结构,利用有限元法,对电机进行了三维瞬态磁-热-固单相耦合计算。首先计算了电机在额定负载情况下的三维电磁场,计算中考虑了端部绕组对电机的影响。以三维电磁场节点的损耗密度结果为载荷,耦合到三维温度场模型中作为热源,施加边界条件,模拟了电机在额定负载情况下的瞬态温度变化过程,得到了不同时刻电机温度分布及各点温度随时间变化曲线。对比不同时刻温度分布,总结出电机内部传热规律,通过温升实验验证了仿真计算结果的准确性。最后,以转子的瞬态温度场结果为载荷,施加相应约束条件,计算并得到了转子鼠笼热应力分布情况,找到了鼠笼易断裂的位置并分析受力的原因。该文采用的计算方法可为电机多物理场耦合计算,及研究该类电机断条故障原因及导条断裂过程分析提供参考。