本文關(guān)鍵詞：少稀土類混合永磁定子分區(qū)磁通切換電機的設(shè)計與分析

  更多相關(guān)文章： 少稀土電機 磁通切換電機 定子分區(qū) 設(shè)計分析 電磁性能

【摘要】：在稀土永磁電機大力發(fā)展的今天,稀土材料的需求急速上漲,但由于稀土價格指數(shù)的上升,稀土永磁電機的成本急劇上升,因此少稀土類永磁電機的研究已成為一種必然趨勢。本文將定子分區(qū)原理與磁通切換電機相結(jié)合,并融入少稀土電機理念,提出了一種新型少稀土類混合永磁定子分區(qū)磁通切換(Reduced Rare Earth Hybrid Magnets Partitioned Stator Flux Switching,簡稱RRE-HMPSFS)電機,該電機采用了新型的定子分區(qū)式結(jié)構(gòu),實現(xiàn)了永磁體和電樞繞組的分離,有效解決了定子永磁型電機永磁體和電樞繞組用量沖突對電機的轉(zhuǎn)矩密度等性能制約問題,且永磁體均位于外分區(qū)定子上,易于冷卻,從而避免了電機永磁體由于溫度過高而出現(xiàn)不可逆退磁的問題,并增設(shè)輔助抗去磁繞組,有效保證電機運行的可靠性。本文首先充分了解了稀土材料的資源概況以及產(chǎn)業(yè)概況,并分析了少稀土電機研究的必要性�？偨Y(jié)現(xiàn)有定子永磁型電機的缺點,介紹了定子分區(qū)的原理,并說明了定子分區(qū)式電機與雙定子電機在原理上的不同點。隨后,介紹RRE-HMPSFS電機的基本結(jié)構(gòu),并分析其運行原理并詳細解析了該電機的磁鏈形成原理。此外,驗證了該電機作為磁通切換電機的繞組一致性與互補性。并給出了RRE-HMPSFS電機的數(shù)學(xué)模型。其次,通過磁路分析,確定了鐵氧體和釹鐵硼兩種永磁體的尺寸關(guān)系;對電機主要參數(shù)主要包括電機的主要尺寸、額定參數(shù)以及繞組參數(shù)等進行計算;然后采用兩種優(yōu)化方式對RRE-HMPSFS電機優(yōu)化,包括單一參數(shù)優(yōu)化和敏感度優(yōu)化,兩種方法的結(jié)果基本相同。基于有限元分析軟件對電機進行了電磁性能分析,包括永磁磁場作用下的磁場分布、氣隙磁密和磁鏈、空載反電勢、齒槽轉(zhuǎn)矩、以及轉(zhuǎn)矩特性。并為避免鐵氧體永磁體被電樞磁場去磁而增設(shè)了輔助繞組,對電機進行抗去磁能力分析,并研究了不同輔助繞組電流密度對電機性能的影響,包括對電機磁場分布的影響,對空載磁鏈和轉(zhuǎn)矩特性的影響,以及對電機的電感特性的影響。最后利用3D有限元法對電機溫度場進行研究。最后,研究了電機加工方案,而樣機正在加工中,為以后實驗驗證和進一步分析提供了可能。
【關(guān)鍵詞】：少稀土電機 磁通切換電機 定子分區(qū) 設(shè)計分析 電磁性能
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM351
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 課題研究背景及意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-19
• 1.2.1 少稀土類電機的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 磁通切換電機的研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.3 定子分區(qū)式電機的研究現(xiàn)狀15-19
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容19-20
• 第二章 RRE-HMPSFS電機結(jié)構(gòu)與原理分析20-30
• 2.1 RRE-HMPSFS電機結(jié)構(gòu)20-21
• 2.2 RRE-HMPSFS電機的運行原理21-26
• 2.2.1 定子分區(qū)原理21-22
• 2.2.2 RRE-HMPSFS電機的工作原理22-24
• 2.2.3 繞組一致性和互補性24-26
• 2.3 RRE-HMPSFS電機的數(shù)學(xué)方程26-28
• 2.3.1 磁鏈方程26
• 2.3.2 電壓方程26-27
• 2.3.3 轉(zhuǎn)矩和功率方程27-28
• 2.3.4 機械運動方程28
• 2.4 本章小結(jié)28-30
• 第三章 RRE-HMPSFS電機結(jié)構(gòu)設(shè)計與參數(shù)優(yōu)化30-56
• 3.1 RRE-HMPSFS電機結(jié)構(gòu)設(shè)計特點與流程30-31
• 3.2 RRE-HMPSFS電機的初始設(shè)計31-35
• 3.2.1 電機基本尺寸31-32
• 3.2.2 混合勵磁永磁體尺寸配比原則32-34
• 3.2.3 繞組參數(shù)設(shè)計34-35
• 3.3 RRE-HMPSFS電機的優(yōu)化設(shè)計35-54
• 3.3.1 基于單一參數(shù)優(yōu)化調(diào)整的RRE-HMPSFS電機的優(yōu)化設(shè)計36-45
• 3.3.2 基于參數(shù)敏感度的RRE-HMPSFS電機的優(yōu)化設(shè)計45-54
• 3.4 本章小結(jié)54-56
• 第四章 RRE-HMPSFS電機的性能分析56-80
• 4.1 RRE-HMPSFS電機的磁場分析56-69
• 4.1.1 磁場分布57-58
• 4.1.2 氣隙磁密58-59
• 4.1.3 空載永磁磁鏈與反電勢59-61
• 4.1.4 齒槽轉(zhuǎn)矩61-62
• 4.1.5 轉(zhuǎn)矩特性62-64
• 4.1.6 電感特性64-66
• 4.1.7 損耗及效率特性66-69
• 4.2 RRE-HMPSFS電機輔助繞組的抗去磁作用69-75
• 4.2.1 RRE-HMPSFS電機的抗去磁分析69-73
• 4.2.2 輔助繞組電流密度對空載性能的影響73-74
• 4.2.3 輔助繞組電流密度對轉(zhuǎn)矩特性的影響74
• 4.2.4 輔助繞組電流密度對電感的影響74-75
• 4.3 RRE-HMPSFS電機的熱分析75-79
• 4.4 本章小結(jié)79-80
• 第五章 樣機加工方案研究80-86
• 5.1 樣機加工80-84
• 5.2 本章小結(jié)84-86
• 第六章 總結(jié)與展望86-88
• 6.1 總結(jié)86-87
• 6.2 展望87-88
• 參考文獻88-94
• 致謝94-96
• 在學(xué)期間參與的科研項目96
• 在學(xué)期間發(fā)表論文96

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8 龐s，

本文編號：1050308