二次水断供核主泵屏蔽电机冷却水瞬态热分析 被引量：2

1

作者 路义萍 艾丽昆 +1 位作者 孙海锋 索文旭 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第14期5756-5763,I0027,共9页

核主泵屏蔽电机在热态极端环境参数额定(简称热态额定)工况下,二次水突然断供(secondary water supply outage,SWSO)300 s时刻,一次下导轴承润滑水温不超过警报温度95℃是产品出厂的重要指标,研究该情况下热流场计算方法及各种参数随时... 核主泵屏蔽电机在热态极端环境参数额定(简称热态额定)工况下,二次水突然断供(secondary water supply outage,SWSO)300 s时刻,一次下导轴承润滑水温不超过警报温度95℃是产品出厂的重要指标,研究该情况下热流场计算方法及各种参数随时间演变特性对于电机热安全非常重要。首先,以北方工厂冷态环境参数下额定(简称冷态额定)工况该电机SWSO前后稳/瞬态厂内测量入出口试验数据为边界条件,采用有限体积法,进行流场和温度场的流固耦合数值模拟,模拟值与试验值300 s时的误差为5.97%,验证了计算方法准确性。然后,数值反演热态额定工况SWSO一/二次冷却水的温度场随时间变化规律。结果表明:SWSO 300 s内,二次水流速及对流传热系数随时间变化存在特征明显不同的2个阶段,二次水与螺旋槽壁面间对流换热系数h由稳态时7808.06 W/(m^(2)⋅K),13 s内减少到480.07 W/(m^(2)⋅K),随后h变化很小;热态额定参数时,下导轴承润滑水温远低于报警值95℃。为核主泵屏蔽电机轴承润滑水热安全计算提供参考。 展开更多

关键词 屏蔽电机 二次水断供故障 瞬态模拟 流固耦合 冷却水温升 有限体积法

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隐极同步电动机冷却空气流场特性研究 被引量：16

2

作者 路义萍 汤璐 +2 位作者 丰帆 李俊亭 侯君 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第15期86-91,12,共6页

为了研究在相应通风道结构下某变频调速隐极同步电动机冷却空气流场的特点,建立了包括定子和转子风道的电机1/8结构的三维流场物理模型,基于有限体积法,对三维湍流流动控制方程进行数值求解,得到了两种额定转速时电机内各部分空气流速... 为了研究在相应通风道结构下某变频调速隐极同步电动机冷却空气流场的特点,建立了包括定子和转子风道的电机1/8结构的三维流场物理模型,基于有限体积法,对三维湍流流动控制方程进行数值求解,得到了两种额定转速时电机内各部分空气流速、空气流量分布的特点。结果表明,在计算条件下,转子转速分别为3120r/min、4800r/min时,定子部分流过定子端部、压指间、定子铁心段径向通风沟及转子部分的冷却空气流量分配百分比基本不变,转子端部未布置补风口的3号槽与布置补风口的6号槽冷却风量较小。所得结论可为通风道结构设计提供参考。 展开更多

关键词 隐极同步电动机 定转子一体化 三维流场 数值模拟

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高速感应电机转子涡流损耗的计算方法及影响因素 被引量：12

3

作者 梁艳萍 李伟 +1 位作者 王泽宇 高莲莲 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第5期42-50,共9页

结合解析法和二维涡流场有限元法,提出一种计算大型高速感应电机转子涡流损耗的半解析法,利用二维涡流场有限元法计算转子表面磁密,并在此基础上基于麦克斯韦方程组详细地推导出了解析公式。以一台兆瓦级高速感应电机为例,将半解析法与... 结合解析法和二维涡流场有限元法,提出一种计算大型高速感应电机转子涡流损耗的半解析法,利用二维涡流场有限元法计算转子表面磁密,并在此基础上基于麦克斯韦方程组详细地推导出了解析公式。以一台兆瓦级高速感应电机为例,将半解析法与二维瞬态有限元法的计算结果进行对比,结果满足工程实践的精度要求。此外,采用半解析法研究转子材料和转子结构对转子涡流损耗的影响,结果表明:转子材料的相对磁导率越高、电导率越低,转子涡流损耗越小,端部有端环结构能降低转子的涡流损耗。 展开更多

关键词 高速感应电机 转子涡流损耗 半解析法 转子材料 转子结构

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汽轮发电机换位线棒环流损耗对定子温度场的影响 被引量：5

4

作者 梁艳萍 王颖 +2 位作者 王晨光 李藏雪 周乐天 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第11期25-31,共7页

为了研究定子换位线棒环流损耗分布对汽轮发电机定子温度场的影响,依据流体力学以及传热学理论,以一台水-氢-氢冷汽轮发电机为例,建立定子三维流体—传热耦合场物理模型和数学模型,采用等效电路网络法计算当定子线棒采用0°/540... 为了研究定子换位线棒环流损耗分布对汽轮发电机定子温度场的影响,依据流体力学以及传热学理论,以一台水-氢-氢冷汽轮发电机为例,建立定子三维流体—传热耦合场物理模型和数学模型,采用等效电路网络法计算当定子线棒采用0°/540°/0°换位方式时定子线棒每根股线的环流损耗,在此基础上采用有限体积法求解三维流体—传热耦合方程,得到定子换位股线的环流损耗按平均分布以及按实际分布两种情况下的定子温度。结果表明:定子温度的分布规律与定子换位线棒环流损耗的分布规律有关,当考虑定子换位股线的实际环流损耗分布时,定子铁心和定子线棒最高温度的位置和大小都发生变化。 展开更多

关键词 汽轮发电机 换位线棒 环流损耗 有限体积法 温度场

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某凸极同步电动机三维流场数值模拟 被引量：16

5

作者 路义萍 刘涔钰 +1 位作者 李梦启 李俊亭 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第8期61-66,共6页

为得到某凸极同步电动机定转子与磁极间隙内通风冷却空气的流动特点,建立主机1/8包括定子、转子的通风系统三维物理模型,并给出求解域相应的边界条件。应用计算流体力学(CFD)流体计算软件Fluent对三维湍流时均流场控制方程进行数值求解... 为得到某凸极同步电动机定转子与磁极间隙内通风冷却空气的流动特点,建立主机1/8包括定子、转子的通风系统三维物理模型,并给出求解域相应的边界条件。应用计算流体力学(CFD)流体计算软件Fluent对三维湍流时均流场控制方程进行数值求解计算,得到凸极电机通风系统内空气速度与静压分布特点,并着重对转子磁极间隙、定子径向通风沟内流体流动特点进行分析。结果表明,定子前部风沟内空气流量小,压指间空隙内空气流量大,占总风量的26%,对于降低定子峰值温度有利,电机内定子、转子间隙等各部分流量分配较合理。 展开更多

关键词 凸极同步电动机 定转子 三维流体场 数值模拟

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撑块变化对凸极同步电动机热流场影响 被引量：4

6

作者 路义萍 任智达 +2 位作者 韩家德 汤璐 李梦启 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第9期54-60,共7页

针对电动机单机容量不断增大,电磁负荷随之提高,电机内部发热量增长的显著问题,研究了凸极电机典型部件撑块布置对电机热流场的影响。在满足强度要求的前提下,以国内较大容量的40 MW空冷凸极同步电动机为研究对象,采用基于计算流体动力... 针对电动机单机容量不断增大,电磁负荷随之提高,电机内部发热量增长的显著问题,研究了凸极电机典型部件撑块布置对电机热流场的影响。在满足强度要求的前提下,以国内较大容量的40 MW空冷凸极同步电动机为研究对象,采用基于计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)原理的有限体积法,求解三维湍流流动及传热控制方程,得到三撑块布置下,整机1/8三维流场及转子温度场分布特点,对比分析了撑块不同结构、数量和相对位置下的流量分布特点以及转子固体部件温度分布规律。结果表明,端部第一撑块位置后移,更利于定子部分的冷却。结论可为大容量凸极电动机通风系统结构设计提供参考和指导。 展开更多

关键词 撑块 转子 热流场 数值模拟 凸极同步电动机

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核主泵驱动电动机屏蔽套涡流损耗混合算法研究 被引量：8

7

作者 梁艳萍 张广超 +2 位作者 高莲莲 李藏雪 周乐天 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第5期1015-1023,共9页

针对大型核主泵驱动用双屏蔽感应电动机定转子屏蔽套涡流损耗计算复杂的问题,提出了一种混合算法,该算法将二维有限元法与解析法相结合解决了屏蔽套涡流损耗计算过程中计算精度与计算速度的矛盾。以有限元二维磁场数值分析为基础,结合... 针对大型核主泵驱动用双屏蔽感应电动机定转子屏蔽套涡流损耗计算复杂的问题,提出了一种混合算法,该算法将二维有限元法与解析法相结合解决了屏蔽套涡流损耗计算过程中计算精度与计算速度的矛盾。以有限元二维磁场数值分析为基础,结合麦克斯韦方程组,推导了定转子屏蔽套涡流损耗二维解析模型。以一台兆瓦级核主泵驱动用双屏蔽感应电动机为例,对电动机定转子屏蔽套涡流损耗进行了详细的分析计算,并将计算结果与瞬态磁场分析有限元法的计算进行了对比分析,验证了混合算法的正确性。 展开更多

关键词 双屏蔽感应电动机 屏蔽套涡流损耗 有限元法 解析法

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聚晶金刚石压痕行为的离散位错动力学仿真分析

8

作者 白清顺 白锦轩 +2 位作者 文泽华 姜丽辉 梁迎春 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 2014年第6期50-54,共5页

依据位错理论,建立了聚晶金刚石(polycrystalline diamond,PCD)离散位错动力学-有限元耦合的压痕仿真模型。通过离散位错动力学仿真,获得了在微压痕作用下PCD的位错云图,揭示了金刚石微粉颗粒尺寸及颗粒体积分数对聚晶金刚石压痕特性的... 依据位错理论,建立了聚晶金刚石(polycrystalline diamond,PCD)离散位错动力学-有限元耦合的压痕仿真模型。通过离散位错动力学仿真,获得了在微压痕作用下PCD的位错云图,揭示了金刚石微粉颗粒尺寸及颗粒体积分数对聚晶金刚石压痕特性的影响规律,并分析了聚晶金刚石的位错演化机制及其失效行为。研究结果表明:采用离散位错动力学分析方法能够准确描述PCD的位错运动过程,PCD微粉颗粒尺寸增加会增大晶体位错滑移程度,金刚石颗粒体积分数增加则导致位错形核密度增加,最终将引起聚晶金刚石材料断裂强度下降。将离散位错理论引入到为分析聚晶金刚石位错演化的行为中,将为研究PCD在切削刀具等工程应用中材料的失效行为提供理论基础。 展开更多

关键词 聚晶金刚石 压痕 离散位错动力学 仿真

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异步电机定子叠频法温升试验及效率研究综述 被引量：4

9

作者 王伟光 陈卫杰 +2 位作者 李伟 梁艳萍 李藏雪 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2016年第10期49-62,共14页

大功率及立式异步电机难以找到恰当的对拖机组或负载,需要通过定子叠频等效负载法来模拟温升试验,即将两种相近频率主、副电源矢量叠加形成新的拍频电源,将其加载在电机的接线端。合成的气隙旋转磁场在同步转速附近产生脉动振荡,使得异... 大功率及立式异步电机难以找到恰当的对拖机组或负载,需要通过定子叠频等效负载法来模拟温升试验,即将两种相近频率主、副电源矢量叠加形成新的拍频电源,将其加载在电机的接线端。合成的气隙旋转磁场在同步转速附近产生脉动振荡,使得异步电机转子在发电和电动两个状态频繁切换,改变转子转动惯量,从而在电机绕组中引入电流,从电机损耗的观点考虑相当于引入了一个等效的机械负载。本文探讨了叠频时异步电机各种损耗的变化规律,以及效率、温升的估算误差,即叠频时温升增加2~6K,效率降低0.5%~1%。叠频理论对电磁、通风计算和滑动轴承润滑计算具有指导作用,本文提出了水润滑推力轴承叠频试验可行性。目前,我国叠频技术应用尚处于发展阶段,借鉴美国IEEE112-B、日本JEC-2137、澳大利亚AS/NZS1359.5、欧盟IEC34-2的最新电机标准,对国标GB/T1032中有关叠频试验部分要求进一步细化。最后,探讨了叠频方法当前存在的问题及未来仍需深入研究的方向。 展开更多

关键词 定子叠频 等效负载 温升 效率 PWM 变频

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一种屏蔽电动机的三维温度场及影响因素研究 被引量：15

10

作者 李藏雪 任智达 +1 位作者 路义萍 孔祥旭 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第8期15-21,共7页

为了保证屏蔽电机能够长期稳定的安全运行,进行精细化、数值化热计算是非常必要的。为使换热器热计算与屏蔽电机温度场计算工况对应,首先针对外置换热器进行热平衡及传热计算,得到电机内、外部冷却进水的温度,作为屏蔽电机内三维温度场... 为了保证屏蔽电机能够长期稳定的安全运行,进行精细化、数值化热计算是非常必要的。为使换热器热计算与屏蔽电机温度场计算工况对应,首先针对外置换热器进行热平衡及传热计算,得到电机内、外部冷却进水的温度,作为屏蔽电机内三维温度场计算的边界条件,然后,建立电机三维物理模型,选取内部湍流流动及传热的数学控制方程及模型,按照实际给出边界条件,采用基于计算流体力学(CFD)原理的有限体积法进行求解,得到温度分布特征,分析了相关因素对温度场影响。结果表明,定子两端部铜绕组中的热量主要通过导热经铁心传至内外冷却水,增大铁心材料轴径向导热系数有利于降低峰值温度。所得结论为屏蔽电机冷却计算及设计提供参考。 展开更多

关键词 温度场 数值模拟 屏蔽套 屏蔽电机

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小堆核主泵屏蔽电机热态额定工况热流场分析 被引量：3

11

作者 艾丽昆 路义萍 +2 位作者 索文旭 韩家德 谢增林 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第6期83-90,共8页

提出了一种小堆用核主泵屏蔽电机冷却结构,其特点是一二次冷却水上方进入,定子绕组上下端腔间外绕螺旋管换热器。热态额定工况是屏蔽电机新产品必须完成的二次水断供5分钟测试试验前的稳态工况,对该工况下的热流场分布规律反演研究,对... 提出了一种小堆用核主泵屏蔽电机冷却结构,其特点是一二次冷却水上方进入,定子绕组上下端腔间外绕螺旋管换热器。热态额定工况是屏蔽电机新产品必须完成的二次水断供5分钟测试试验前的稳态工况,对该工况下的热流场分布规律反演研究,对电机热安全非常重要。首先,选取核主泵整体为研究对象(电机、外绕的螺旋管换热器及下方主泵连接件三部分),建立了计算域几何模型;然后,采用有限体积法,在热态额定工况条件下,模拟计算了三维旋转间隙流流场及温度场,得到基于高压的一二次冷却水热物性参数下的摩擦压降值、定转子间隙处冷却水与固体的温度分布特征。结果表明:测点位置温度模拟结果与试验数据误差小于-4.88%,计算结果较准确;换热器所在电机中部,二次水和电机机壳、间隙水等温度自上而下基本为线性升高,为同类电机的水冷循环回路设计提供参考。 展开更多

关键词 屏蔽电机 数值模拟 旋转间隙流 一次水温升 机壳 轴承热安全

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大型汽轮发电机环形引线汽堵故障分析 被引量：2

12

作者 赵伟铎 刘玉新 +1 位作者 杜博超 崔淑梅 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第4期39-44,59,共7页

大型汽轮发电机定子环形引线在不当的安装操作下容易引发汽堵故障堵塞水路,造成引线损毁甚至引发停机事故。该文针对具体事故案例,基于计算流体力学方法,建立引线及其冷却水的流固耦合共轭传热仿真模型,计算两起事故外接连通管错误接法... 大型汽轮发电机定子环形引线在不当的安装操作下容易引发汽堵故障堵塞水路,造成引线损毁甚至引发停机事故。该文针对具体事故案例,基于计算流体力学方法,建立引线及其冷却水的流固耦合共轭传热仿真模型,计算两起事故外接连通管错误接法下环形引线及其冷却水的温度场,分析温度特征与水路堵塞程度之间的对应关系。计算及分析结果表明,外接连通管错接后冷却水流量过低是导致汽堵故障的直接原因,汽堵发生后约半小时通风不良处的引线开始熔断。在此基础上,提出严格按照说明安装水路水管及加装温度与流量监测装置的预防和改进措施。 展开更多

关键词 汽轮发电机 环形引线 汽堵 故障 共轭传热

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丰满电站水轮发电机通风冷却系统的工程应用研究 被引量：2

13

作者 王皓 李嘉琪 +2 位作者 秦光宇 金波 孙凯 《水利水电技术（中英文）》 北大核心 2021年第S01期83-91,共9页

从丰满电站水轮发电机的工程应用出发,叙述了发电机通风系统的特点和通风系统结构的选择,采用网络法计算了该电机的风量并通过真机通风试验数据验证了计算的准确性。根据通风冷却系统流体流动特点获得温度场计算的边界条件,采用有限元... 从丰满电站水轮发电机的工程应用出发,叙述了发电机通风系统的特点和通风系统结构的选择,采用网络法计算了该电机的风量并通过真机通风试验数据验证了计算的准确性。根据通风冷却系统流体流动特点获得温度场计算的边界条件,采用有限元方法计算了转子温度场分布,根据水轮发电机转子光纤温度在线监测系统的工作原理进行系统构成分析,对关键技术问题重点考虑,实现了光纤测温技术在丰满水轮发电机温度在线监测中的应用,现场运行数据表明,系统测量数据与计算值接近,数据准确可靠。同时,针对实际运行中瞬态工况部件的温度变化易导致故障发生的情况,采用温度场计算研究了穿心螺杆短路工况和定子制动工况瞬态温升。对通风冷却系统全方位的研究可确保发电机在工程应用中安全可靠运行。 展开更多

关键词 通风系统 光纤测温 在线监测系统 瞬态温升

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非确定因素对小堆用核主泵电机温升敏感性研究 被引量：2

14

作者 路义萍 艾丽昆 +2 位作者 韩家德 王斌 索文旭 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第11期4434-4442,共9页

核主泵屏蔽电机绕组和一次水温升计算准确性直接关系到电机寿命及轴承运行安全性。该文研究的小堆用核主泵屏蔽电机定子绕组上下端腔间的机壳外绕了螺旋管换热器。基于计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)方法,求解热态... 核主泵屏蔽电机绕组和一次水温升计算准确性直接关系到电机寿命及轴承运行安全性。该文研究的小堆用核主泵屏蔽电机定子绕组上下端腔间的机壳外绕了螺旋管换热器。基于计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)方法,求解热态额定工况下的三维RANS湍流模型及其他守恒方程,研究了绕组绝缘峰值、机壳等固体及定转子间隙水、下导轴承润滑水温升随具有不确定性的等效绝缘热导率、铁心叠片轴向热导率数值及二次水入口温度变化的敏感性,通过与试验数据比较及经验,基本确定热导率的数值。结果表明:除定子绝缘峰值温度,其他固、液体的温度对等效绝缘热导率与定转子铁心叠片轴向热导率变化基本不敏感,而对二次冷却水入口温度变化较敏感。为同类电机的水冷设计提供参考。 展开更多

关键词 核主泵屏蔽电机 轴承润滑水 温升 二次水入口温度 热导率不确定性 机壳

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核主泵屏蔽电机内部水路三维流场研究 被引量：3

15

作者 李藏雪 赵博敏 +1 位作者 路义萍 吕向平 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期533-538,共6页

核主泵屏蔽电机是核电站核岛一次回路系统的重要组成部分,而屏蔽电机内部的冷却水的流动状态直接影响电机内的热量传递的效果。对此建立了一种屏蔽电机整机的三维流场模型。基于计算流体力学理论中的有限体积法,利用Ansys Fluent软件,... 核主泵屏蔽电机是核电站核岛一次回路系统的重要组成部分,而屏蔽电机内部的冷却水的流动状态直接影响电机内的热量传递的效果。对此建立了一种屏蔽电机整机的三维流场模型。基于计算流体力学理论中的有限体积法,利用Ansys Fluent软件,以实验得到的额定工况时的一次水流速为边界条件,反演计算出屏蔽电机内部的流场速度分布。针对结果分别对屏蔽电机内的关键部位的三维流场进行了分析,得出屏蔽电机内部的轴向及径向速度分布规律。计算结果表明,在靠近旋转壁面处,水速较大,且沿轴向以螺旋线形式向上流动,在下飞轮、屏蔽套间隙流体沿径向速度梯度较大。该研究可为后续的温度场研究提供不同位置处速度分布和数值。 展开更多

关键词 屏蔽电机 三维流场 有限体积法 计算流体力学

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核电站循泵电机铁心设计及其通风分布研究

16

作者 王伟光 付嵩 +3 位作者 王泽宇 李洋 秦光宇 梁艳萍 《电气工程学报》 2019年第2期71-78,共8页

核电站海水循环水泵电机铁心负责为磁通的建立提供路径,铁心设计需要考虑磁通密度、热负荷、通风等因素,在确保各铁心不发生磁饱和的情况下,铁心设计温升应低于限定值。介绍了铁心磁路计算、通风计算和铁心研制,并对定子铁心开展了铁损... 核电站海水循环水泵电机铁心负责为磁通的建立提供路径,铁心设计需要考虑磁通密度、热负荷、通风等因素,在确保各铁心不发生磁饱和的情况下,铁心设计温升应低于限定值。介绍了铁心磁路计算、通风计算和铁心研制,并对定子铁心开展了铁损试验,为核电站大型循泵电机铁心设计、制造及试验积累了经验。 展开更多

关键词 循泵电机 铁心设计 等效网络 通风沟 铁损试验

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10kV大型绕线式三相异步电动机的研制 被引量：1

17

作者 张金慧 《电气制造》 2013年第6期47-49,共3页

讨论了一种10kV绕线式三相异步电动机的研制过程。对电动机的各部分细节设计过程进行了分析,并结合用户实际应用对电动机的电磁及结构进行了优化设计。

关键词 绕线式三相异步电动机 转子电压 转子电流 集电环

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19000kW4极异步电动机的设计

18

作者 周乐天 侯庆虹 靳丽娟 《电气制造》 2012年第10期46-47,共2页

通过19000kW4极异步电动机的设计，从电动机的电磁、通风冷却结构转子导条、端环及护环等主要方面阐述了大容量电动机的设计特点和应注意的问题。

关键词 异步电动机 设计特点 大容量电动机 转子导条 冷却结构 电磁 护环

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300MV·A交流脉冲发电机组拖动电机设计研究

19

作者 周乐天 李桂芬 侯庆虹 《电气制造》 2012年第12期54-55,共2页

通过交流脉冲发电机组拖动电机的选型、电磁计算、拖动的结构和电机起动过程的仿真计算等主要方面阐述了交流脉冲发电机组拖动电机的设计特点和应注意的问题。

关键词 交流脉冲发电机组 拖动电机 电机设计 电磁计算 仿真计算 起动过程 设计特点

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同轴串联变频异步电动机的设计

20

作者 秦秀兰 洪长艳 《电气制造》 2012年第3期46-47,52,共3页

介绍了串联电动机的电磁计算及结构性能，阐述了此类电动机的设计难点及要点，为特殊电动机的设计起了参考作用。

关键词 异步电动机 设计 串联 变频 同轴 结构性能 电磁计算

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