【摘要】：近年來(lái),帶式輸送機(jī)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,驅(qū)動(dòng)電機(jī)作為電動(dòng)滾筒的重要組件,其性能的好壞直接決定了帶式輸送機(jī)的傳輸質(zhì)量。電勵(lì)磁雙凸極電機(jī)是近幾年發(fā)展起來(lái)的一種特種電機(jī),其可以四象限運(yùn)行,勵(lì)磁源和繞組均在定子上,轉(zhuǎn)子無(wú)繞組,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,控制靈活,運(yùn)行可靠耐高溫、功率密度高效率高等優(yōu)點(diǎn)。電勵(lì)磁雙凸極電機(jī)發(fā)電運(yùn)行時(shí)運(yùn)行只需要外接不控整流電路,電動(dòng)工作時(shí)調(diào)速范圍很廣。本文在現(xiàn)有雙凸極電機(jī)研究成果的基礎(chǔ)上,針對(duì)電動(dòng)滾筒驅(qū)動(dòng)電機(jī),設(shè)計(jì)研制了一臺(tái)45kW24/16極結(jié)構(gòu)的三相電勵(lì)磁雙凸極電機(jī)。首先介紹了雙凸極電機(jī)的發(fā)展歷程以及研究現(xiàn)狀,簡(jiǎn)單建立了電機(jī)的理想數(shù)學(xué)模型,并分析了其發(fā)電和電動(dòng)工作原理,并提出了三相三狀態(tài)、三相六狀態(tài)等五種電動(dòng)控制方式。其次針對(duì)電動(dòng)滾筒驅(qū)動(dòng)電機(jī),根據(jù)課題的技術(shù)指標(biāo),從結(jié)構(gòu)、尺寸等方面設(shè)計(jì)24/16極三相電勵(lì)磁雙凸極電機(jī)。采用二維有限元法建立仿真模型,對(duì)空載、發(fā)電負(fù)載和電動(dòng)運(yùn)行等不同狀態(tài)進(jìn)行磁場(chǎng)分析。研究了電機(jī)磁場(chǎng)分布、氣隙磁密、電感等靜態(tài)特性以及電樞反應(yīng)效果,對(duì)電機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)的電流、磁鏈輸出轉(zhuǎn)矩等穩(wěn)態(tài)特性進(jìn)行了初步了研究,并對(duì)各種控制方式進(jìn)行了分析和比較,為雙凸極電機(jī)在工程實(shí)踐中更好地應(yīng)用提供一定的依據(jù)。轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)會(huì)引起電機(jī)的振動(dòng)和噪聲,而電勵(lì)磁雙凸極電機(jī)作為一種磁阻電機(jī),轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)較大。課題從電機(jī)的齒槽轉(zhuǎn)矩和磁阻轉(zhuǎn)矩入手,探討減小電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的方法。研究了減小轉(zhuǎn)子槽寬對(duì)電機(jī)靜態(tài)參數(shù)、發(fā)電特性和電動(dòng)輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的影響,探討了采用H橋控制拓?fù)淇刂齐姍C(jī),對(duì)正負(fù)相電流分別限定不同的幅值,并加寬每一相的開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間的控制方法對(duì)減小電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的貢獻(xiàn)。并研究分段式的電機(jī)結(jié)構(gòu)對(duì)電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的影響。根據(jù)本文設(shè)計(jì)的電機(jī)主要結(jié)構(gòu)參數(shù)制作了一臺(tái)樣機(jī),并測(cè)試了其發(fā)電以及電動(dòng)運(yùn)行情況,驗(yàn)證是否達(dá)到性能要求。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TH222
【圖文】：

南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文對(duì)電機(jī)的穩(wěn)定性造成很大影響。同樣，若電功率因數(shù)也會(huì)降低。因此異步電機(jī)不適合作出用永磁電機(jī)取代異步電機(jī)[20,21]。永磁同步度較高，更重要的是其功率因數(shù)也不會(huì)因極統(tǒng)的永磁電機(jī)雖能實(shí)現(xiàn)低速大轉(zhuǎn)矩，但由于]，如氣隙磁密大小難以調(diào)節(jié)，難以進(jìn)行寬范因此永磁直驅(qū)式電機(jī)并不能完全取代傳統(tǒng)的內(nèi)外研究現(xiàn)狀變磁阻電機(jī)，定、轉(zhuǎn)子均為凸極齒槽結(jié)構(gòu)，組，定、轉(zhuǎn)子均是由硅鋼片疊制而成的。最早但直到 1992 年收到 T.A.Lipo 教授等人重視磁雙凸極電機(jī)，如圖 1.1 所示。此后，人們開(kāi)析。

圖 1.4 永磁切向勵(lì)磁結(jié)構(gòu) 圖 1.5 永磁徑向勵(lì)磁結(jié)構(gòu)國(guó)內(nèi)最早對(duì)雙凸極電機(jī)的研究是東南大學(xué)程明教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行的，他們?cè)诮?jīng)過(guò)大量研分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證后，于 1999 年提出了一種 8/6 結(jié)構(gòu)的四相 DSPM[26-31]，如圖 1.6 所示，此電比相同尺寸的 6/4 極 DSPM 的功率密度更高，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)更小。圖 1.6 8/6 極永磁雙凸極電機(jī)DSPM 采用永磁體為勵(lì)磁源，而一旦確定了永磁體，電機(jī)的氣隙磁場(chǎng)與勵(lì)磁磁勢(shì)均無(wú)法節(jié)，若電機(jī)發(fā)生故障，電機(jī)無(wú)法滅磁。并且永磁體存在高溫退磁等問(wèn)題。當(dāng) DSPM 作發(fā)電機(jī)行時(shí)，調(diào)壓困難，必需外接可控整流器才可進(jìn)行調(diào)壓，同時(shí)電機(jī)也無(wú)法實(shí)現(xiàn)弱磁調(diào)速。若用磁繞組代替永磁體作為勵(lì)磁源，則可得到電勵(lì)磁雙凸極電機(jī)[32]。一種新型 DSEM 和 DSHEM

圖 1.4 永磁切向勵(lì)磁結(jié)構(gòu) 圖 1.5 永磁徑向勵(lì)磁結(jié)構(gòu)國(guó)內(nèi)最早對(duì)雙凸極電機(jī)的研究是東南大學(xué)程明教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行的，他們?cè)诮?jīng)過(guò)大量研分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證后，于 1999 年提出了一種 8/6 結(jié)構(gòu)的四相 DSPM[26-31]，如圖 1.6 所示，此電比相同尺寸的 6/4 極 DSPM 的功率密度更高，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)更小。圖 1.6 8/6 極永磁雙凸極電機(jī)DSPM 采用永磁體為勵(lì)磁源，而一旦確定了永磁體，電機(jī)的氣隙磁場(chǎng)與勵(lì)磁磁勢(shì)均無(wú)法節(jié)，若電機(jī)發(fā)生故障，電機(jī)無(wú)法滅磁。并且永磁體存在高溫退磁等問(wèn)題。當(dāng) DSPM 作發(fā)電機(jī)行時(shí)，調(diào)壓困難，必需外接可控整流器才可進(jìn)行調(diào)壓，同時(shí)電機(jī)也無(wú)法實(shí)現(xiàn)弱磁調(diào)速。若用磁繞組代替永磁體作為勵(lì)磁源，則可得到電勵(lì)磁雙凸極電機(jī)[32]。一種新型 DSEM 和 DSHEM

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2753323