新型复合笼条转子感应电动机材料、电磁与传热相关特性机理的研究

提出新型复合笼条转子感应电动机设计的新思想和导电导磁合金材料的制备方法，探讨导电导磁合金材料中各组分的摻杂度及内部结构的复杂变化对合金材料力学特性及导电导磁导热特性的影响关系，建立材料特性和转子槽形双因素作用下的优化数学模型，通过真机电磁和温度测量与理论计算比较，确定材料特性与转子槽形双因素最优模型，探究转子材料特性与转子槽形双因素对电机内电磁场、温度场和性能的影响规律。提出气隙流体温度测量的新方法和电机二维整域温度场求解的新思路，研究定子槽内绕组复杂排列情况下导热系数新的解析算法与数值计算新方法，通过真机温升试验，揭示定子槽内绕组分布形式与导体导热复杂传递间的关系和气隙内流体复杂紊流流动时气隙耦合传热与流体流动相互作用的内在规律，为新型高性能电机的研究提供理论基础。

本课题提出了新型感应电动机转子槽内设置既导磁又导电的合金材料的新思想，设计新型复合笼条转子感应电动机。通过新型导磁导电合金材料性能和转子结构的优化设计，开展了电机内导磁导电合金材料特性、电磁特性、导电特性和传热特性机理的研究，通过连续量子蚁群算法优化了电机结构和绕组形式，达到既增加电机起动转矩、降低起动电流，又能使电机的运行性能与普通鼠笼型异步电动机运行性能基本相同的目的，并利用热-应力耦合场建立电机转子导条模型进行计算，分析导条对转子槽壁、导条中两种材料之间的压力关系、导条内最大热应力与负载的关系，对转子导条结构稳定进行研究，为新型高性能电机的研究提供理论基础。. 本项目的支持下，培养了博士后一人、博士一人、硕士研究生三人，现有三名硕士研究生从事该课题的研究。发表了直接相关学术论文十余篇，其中SCI收录1篇，EI收录10余篇，获得国家发明专利授权3项，4项国家发明专利实审。