本文關(guān)鍵詞：船用高功率密度永磁發(fā)電機(jī)電磁損耗研究

  更多相關(guān)文章： 永磁電機(jī) 電磁損耗 有限元法 諧波分析 損耗分離

【摘要】：隨著造船工業(yè)以及海洋工程的發(fā)展，船舶電力系統(tǒng)的規(guī)模和容量的不斷升級(jí)，作為船舶的電力源泉，船用發(fā)電機(jī)的單機(jī)容量越來(lái)越大。永磁電機(jī)具有體積小、功率密度高、效率高等優(yōu)點(diǎn)，作為船用發(fā)電機(jī)具有其獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)。特別是國(guó)家提倡推廣節(jié)能高效電機(jī)的應(yīng)用，永磁電機(jī)有著廣闊的發(fā)展和應(yīng)用前景。 船用發(fā)電機(jī)的工作環(huán)境惡劣，特別是對(duì)于功率密度較高的永磁電機(jī)，在提高功率密度的同時(shí)也造成單位體積的電磁損耗大，體積小則造成散熱的困難，在船舶濕熱的環(huán)境中，過(guò)高的溫升可能會(huì)造成永磁體的不可逆熱退磁。因此，，準(zhǔn)確地計(jì)算電機(jī)的電磁損耗，通過(guò)對(duì)電機(jī)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，降低電機(jī)的電磁損耗，從而減小電機(jī)內(nèi)部的熱源，可以從根本上解決永磁電機(jī)溫升過(guò)高的問(wèn)題，保證電機(jī)的可靠運(yùn)行，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的節(jié)能高效。 本文以船用高功率密度永磁發(fā)電機(jī)的電磁損耗為研究對(duì)象，主要進(jìn)行了以下研究工作。 首先，歸納總結(jié)了目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子渦流損耗和定子鐵心損耗的計(jì)算方法，并基于有限元法，建立了所研究樣機(jī)的電磁場(chǎng)數(shù)值計(jì)算模型。 其次，由于永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子渦流損耗主要是由諧波磁場(chǎng)造成的，包括繞組電流的時(shí)間諧波以及氣隙磁導(dǎo)不均勻造成的空間諧波。定子開(kāi)槽是造成氣隙磁導(dǎo)變化的重要原因，本文研究了定子槽參數(shù)的變化對(duì)永磁電機(jī)電磁損耗的影響，包括槽型、槽開(kāi)口大小、槽口高度和磁性槽楔磁導(dǎo)率，分析了這些參數(shù)變化時(shí)對(duì)諧波磁場(chǎng)以及各部分電磁損耗大小的影響。 然后，研究了不同的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)對(duì)電機(jī)電機(jī)電磁場(chǎng)以及電磁損耗的影響，包括不同的磁路結(jié)構(gòu)、永磁體放置方式、以及護(hù)套材料和厚度。通過(guò)對(duì)比分析，研究各種類型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的電磁場(chǎng)分布特點(diǎn)以及電磁損耗的大小。 最后，對(duì)樣機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)，針對(duì)目前在實(shí)驗(yàn)中各部分電磁損耗難以直接測(cè)量的難題，介紹了一種間接測(cè)量的方法，將各部分電磁損耗從總損耗中分離出來(lái)。并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證本文所采用計(jì)算模型的準(zhǔn)確性。
【關(guān)鍵詞】：永磁電機(jī) 電磁損耗 有限元法 諧波分析 損耗分離
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：U665.1
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-7
• 目錄7-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 課題背景及研究目的和意義9-10
• 1.2 永磁電機(jī)的發(fā)展10-11
• 1.3 永磁電機(jī)電磁損耗的研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3.1 永磁電機(jī)定子鐵耗的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3.2 永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子渦流損耗的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容13-15
• 第二章 永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子渦流損耗和定子鐵耗的計(jì)算15-27
• 2.1 有限元法在電機(jī)電磁場(chǎng)分析中的應(yīng)用15-17
• 2.2 基于有限元法的永磁電機(jī)電磁損耗計(jì)算17-19
• 2.2.1 永磁電機(jī)定子鐵耗的計(jì)算方法17-18
• 2.2.2 永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子渦流損耗的計(jì)算方法18-19
• 2.3 基于 Ansoft 軟件的有限元計(jì)算模型19-25
• 2.3.1 有限元仿真軟件 Ansoft 簡(jiǎn)介19-20
• 2.3.2 基于 Ansoft 的有限元建模過(guò)程20-23
• 2.3.3 基于 Ansoft 的定轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)相對(duì)位置的判定23-25
• 2.4 本章小結(jié)25-27
• 第三章 定子槽參數(shù)對(duì)渦流損耗和鐵耗的影響27-44
• 3.1 不同定子槽型對(duì)轉(zhuǎn)子渦流損耗和定子鐵耗的影響27-30
• 3.1.1 永磁電機(jī)的定子槽型27
• 3.1.2 采用不同槽型時(shí)諧波磁場(chǎng)和磁密分布的分析27-29
• 3.1.3 不同槽型時(shí)的轉(zhuǎn)子渦流損耗和定子鐵耗分析29-30
• 3.2 槽開(kāi)口對(duì)轉(zhuǎn)子渦流損耗和定子鐵耗的影響30-34
• 3.2.1 槽開(kāi)口對(duì)諧波磁場(chǎng)的影響30-32
• 3.2.2 槽開(kāi)口大小對(duì)轉(zhuǎn)子渦流損耗和定子鐵耗的影響32-34
• 3.3 槽口高對(duì)轉(zhuǎn)子渦流損耗和定子鐵耗的影響34-39
• 3.3.1 槽口高對(duì)磁密分布的影響34-36
• 3.3.2 槽口高增加對(duì)漏磁系數(shù)的影響36-37
• 3.3.3 槽口高對(duì)電磁損耗的影響37-39
• 3.4 槽楔磁導(dǎo)率對(duì)永磁發(fā)電機(jī)電磁損耗的影響39-42
• 3.5 本章小結(jié)42-44
• 第四章 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)對(duì)轉(zhuǎn)子渦流損耗和定子鐵耗的影響44-64
• 4.1 永磁發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)分析44-45
• 4.2 面貼式和內(nèi)置式永磁電機(jī)的電磁場(chǎng)及電磁損耗分析45-51
• 4.2.1 不同轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)時(shí)的電磁場(chǎng)分析46-50
• 4.2.2 不同轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)時(shí)發(fā)電機(jī)的電磁損耗50-51
• 4.3 U 型和 W 型磁路結(jié)構(gòu)的永磁發(fā)電機(jī)電磁場(chǎng)及電磁損耗分析51-57
• 4.3.1 U 型和 W 型永磁發(fā)電機(jī)電磁場(chǎng)分析52-55
• 4.3.2 U 型和 W 型磁路結(jié)構(gòu)發(fā)電機(jī)的電磁損耗55-56
• 4.3.3 U 型和 W 型磁路結(jié)構(gòu)對(duì)漏磁系數(shù)的影響56-57
• 4.4 護(hù)套對(duì)面貼式永磁發(fā)電機(jī)電磁損耗的影響57-63
• 4.4.1 護(hù)套材料對(duì)電磁損耗的影響57-60
• 4.4.2 護(hù)套厚度對(duì)電磁損耗的影響60-63
• 4.5 本章小結(jié)63-64
• 第五章 永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子渦流損耗和定子鐵耗的測(cè)試研究64-73
• 5.1 永磁發(fā)電機(jī)樣機(jī)的設(shè)計(jì)方案64-66
• 5.2 永磁電機(jī)電磁損耗的實(shí)驗(yàn)測(cè)量方法66-67
• 5.3 永磁發(fā)電機(jī)電磁損耗實(shí)驗(yàn)67-72
• 5.3.1 實(shí)驗(yàn)過(guò)程67-68
• 5.3.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理68-72
• 5.4 本章小結(jié)72-73
• 第六章 總結(jié)與展望73-75
• 參考文獻(xiàn)75-79
• 致謝79-80
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表或錄用的論文80-82

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 壽海明;冀路明;馬守軍;;現(xiàn)代船用推進(jìn)電機(jī)技術(shù)研究[J];船電技術(shù);2007年01期

2 梁艷萍;陳晶;劉金鵬;;磁性槽楔對(duì)高壓感應(yīng)電動(dòng)機(jī)電磁參數(shù)和性能的影響[J];電機(jī)與控制學(xué)報(bào);2010年03期

3 韓力;王華;馬南平;劉航航;;無(wú)刷雙饋電機(jī)諧波銅耗與鐵耗的分析與計(jì)算[J];電機(jī)與控制學(xué)報(bào);2012年03期

4 唐任遠(yuǎn);;稀土永磁電機(jī)發(fā)展綜述[J];電氣技術(shù);2005年04期

5 劉建忠;;一種利用Maxwell 2D獲得永磁電機(jī)空載漏磁系數(shù)的方法[J];防爆電機(jī);2010年05期

6 孔曉光;王鳳翔;邢軍強(qiáng);;高速永磁電機(jī)的損耗計(jì)算與溫度場(chǎng)分析[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2012年09期

7 張海軍;張京軍;高瑞貞;;采用磁性槽楔改善無(wú)刷直流電機(jī)的氣隙磁場(chǎng)[J];華北電力大學(xué)學(xué)報(bào);2007年03期

8 王澤忠，嚴(yán)烈通;異步電機(jī)氣隙諧波磁場(chǎng)的分解合成法[J];華北電力學(xué)院學(xué)報(bào);1994年03期

9 王堅(jiān),王友義;利用有限元法計(jì)算電機(jī)鐵芯渦流損耗[J];機(jī)電工程;2002年05期

10 李虎;蔣曉華;畢大強(qiáng);星野昭博;;永磁同步電動(dòng)機(jī)中永磁體的三維渦流分析[J];清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年08期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 邢軍強(qiáng);高速永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子損耗及通風(fēng)散熱研究[D];沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué);2011年

2 張洪亮;永磁同步電機(jī)鐵心損耗與暫態(tài)溫度場(chǎng)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

3 王艾萌;內(nèi)置式永磁同步電動(dòng)機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)及弱磁控制研究[D];華北電力大學(xué)（河北）;2010年

本文編號(hào)：596902