笼型感应电动机,以其运行性能良好等诸多优势广泛应用于工业领域。然而由于其自身结构特点等原因,起动性能通常较差。某些情况下,为满足起动瞬间负载力矩的要求,电机容量往往是负载功率的数倍,这就又造成能源与材料浪费,使得感应电动机在起动负载较重或功率波动范围较大的工况场合(如游梁式抽油机)的应用受到了一定限制。本文所研究的复合笼条转子感应电动机(IMCCR)结构,利用不同导条的电磁特性,能够使电机兼有类似实心转子感应电动机的高起动性能和类似笼型感应电动机的良好运行性能,为新型电工材料在复合转子上的应用研究开辟了新的方向。首先,根据电磁场理论,采用场路耦合时步有限元法,对功率等级为3k W的复合笼条转子感应电动机样机模型进行了瞬态电磁性能的数值计算。以堵转工况模拟起动瞬间工况,并通过样机实验验证了计算方法的正确性。研究了合金配比不同对电机起动性能的影响,对比分析了合金配比不同对转子磁通密度与电流密度分布的影响,并通过起动性能对比,获得样机槽型下的合金最优配比。在计及转子槽内的所有合金导条的情况下,通过仿真分析,探究了不同运行状态下合金磁导率的变化规律。分别测绘了样机与普通笼型感应电动机空载、半载、额定负载情况下的电流和转速的连续变化曲线,根据曲线的变化趋势,分析了影响复合笼条转子感应电动机起动时间的因素。针对起重电机的工作特点,着重研究了低功率负载时复合笼条转子感应电动机与普通笼型感应电动机的效率和功率因数的变化规律,分析了复合笼条转子感应电动机在低负载功率时的性能优势。对在供电稳定性较差的情况,切换供电系统对感应电动机的运行影响进行了系统分析。结果表明切换电源,对复合笼条转子感应电动机的转速和电流影响均较小。其次,在传统双笼槽型的基础上,提出三种合金排布方式不同的新复合笼条转子槽型结构,对比分析了采用三种新槽型的电机与样机等的起动性能与运行性能。发现转子槽下笼中嵌入含铜量80%的合金导条的转子槽型能够在与样机槽型的运行性能基本保持一致的前提下,大幅改善起动性能。并以此槽型为蓝本进行了起动性能多变量优化设计的研究,得出了合金电阻率几乎不影响电机起动性能的结论,为电机运行效率的优化提供了依据。最后,依据电磁场计算中损耗的计算结果作为瞬态温度场计算的热源,对复合笼条转子感应电动机样机模型进行全域内的瞬态温度场计算,为电机的智能实时监测提供了判别依据。针对电机温升过高这一关键问题,分别探究了机壳散热翅高、宽与转子结构对电机内部温度分布的影响。结果表明,适当使机壳散热翅的高度增加与宽度减小、转子结构中加通风道均可在不同程度上减小电机温升。