基于磁網(wǎng)絡(luò)的磁場調(diào)制式磁齒輪設(shè)計(jì)方法研究
本文關(guān)鍵詞:基于磁網(wǎng)絡(luò)的磁場調(diào)制式磁齒輪設(shè)計(jì)方法研究 出處:《中國艦船研究院》2016年碩士論文 論文類型:學(xué)位論文
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【摘要】:相較于傳統(tǒng)的以機(jī)械齒輪拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為原型的磁齒輪,磁場調(diào)制式磁齒輪以其高永磁利用率、高轉(zhuǎn)矩密度等特點(diǎn)在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、水能發(fā)電系統(tǒng)、電力機(jī)車以及電力船艦推進(jìn)器等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景,F(xiàn)有針對磁場調(diào)制式磁齒輪的磁場分析普遍采用有限元法,盡管計(jì)算精度高,但計(jì)算速度較慢,而且不能明確反映電磁性能和設(shè)計(jì)參數(shù)之間的物理關(guān)系,不適合初選設(shè)計(jì)。為此,本文提出利用磁網(wǎng)絡(luò)法對磁場調(diào)制式磁齒輪進(jìn)行研究,并構(gòu)建磁網(wǎng)絡(luò)模型。具體而言,主要完成的工作包含以下幾個(gè)方面:1、根據(jù)磁網(wǎng)絡(luò)理論,給出了磁場調(diào)制式磁齒輪各部分等效磁勢源、等效磁阻的計(jì)算方法,在此基礎(chǔ)上建立了其物理模型。并參考電網(wǎng)絡(luò)中的多端口網(wǎng)絡(luò)的處理,將物理模型用數(shù)學(xué)語言進(jìn)行表達(dá),完成磁場調(diào)制式磁齒輪的數(shù)學(xué)建模,同時(shí)給出了該數(shù)學(xué)模型的求解方法。2、以全參數(shù)化編程形式實(shí)現(xiàn)了磁網(wǎng)絡(luò)建模,可直接對磁網(wǎng)絡(luò)模型中磁場調(diào)制式磁齒輪各結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行修改,同時(shí)可通過對仿真剖分參數(shù)的修改實(shí)現(xiàn)磁網(wǎng)絡(luò)模型的單元調(diào)整及整體剖分調(diào)整,如單元加密、結(jié)構(gòu)分層、模塊組合等等。3、編制了基于標(biāo)量磁位、磁通計(jì)算的磁場調(diào)制式磁齒輪二維磁網(wǎng)絡(luò)程序,并將該程序應(yīng)用于磁場調(diào)制式磁齒輪的磁場調(diào)制原理及靜轉(zhuǎn)矩特性研究。對比有限元計(jì)算結(jié)果,表明磁網(wǎng)絡(luò)計(jì)算既能保證一定的精度,又可節(jié)省計(jì)算時(shí)間。4、對影響磁場調(diào)制式磁齒輪的轉(zhuǎn)矩傳遞能力的因素進(jìn)行研究,應(yīng)用所建立的磁網(wǎng)絡(luò)模型從永磁體、氣隙和調(diào)磁環(huán)三個(gè)方面展開工作,具體分析各結(jié)構(gòu)參數(shù)等因素對磁場調(diào)制式磁齒輪的“最大靜態(tài)轉(zhuǎn)矩”和“轉(zhuǎn)矩密度”的影響,給出了磁場調(diào)制式磁齒輪的內(nèi)外轉(zhuǎn)子永磁體極對數(shù)的選取方案及常見結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。
【學(xué)位授予單位】:中國艦船研究院
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號】:TH132.41
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,本文編號:1309155
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