本文關(guān)鍵詞：自起動(dòng)永磁同步電機(jī)起動(dòng)性能的研究

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【摘要】：較之異步電機(jī),永磁同步電機(jī)的功率因數(shù)和效率更高,而且具有體積小和運(yùn)行范圍寬的優(yōu)勢,加之我國稀土資源儲(chǔ)量豐富,發(fā)展稀土永磁電機(jī)條件得天獨(dú)厚,因此近年來,永磁電機(jī)發(fā)展迅猛,大有取代感應(yīng)電機(jī)的趨勢。同感應(yīng)電機(jī)不同的是,永磁同步電機(jī)無法上電自起動(dòng),需要借助驅(qū)動(dòng)器來對其進(jìn)行控制方可順利運(yùn)行;而自起動(dòng)永磁同步電機(jī)既繼承了永磁同步電機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)由于轉(zhuǎn)子上起動(dòng)繞組的存在,使其具備了感應(yīng)電機(jī)的自起動(dòng)能力,因此該種電機(jī)省卻了較為昂貴的驅(qū)動(dòng)器和傳感器,適用于不需要精確控制的場合,并在工業(yè)中逐漸地推廣和應(yīng)用起來,受到越來越多專家學(xué)者的關(guān)注與研究。但與感應(yīng)電機(jī)不同的是,自起動(dòng)永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子中同時(shí)存在起動(dòng)繞組與永磁體,一方面使得轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)空間受限,另一方面也使得電機(jī)的起動(dòng)過程變得更為復(fù)雜;為了獲得較優(yōu)的起動(dòng)性能,我們需要對這種電機(jī)的起動(dòng)性能進(jìn)行全面和深入的探究。首先對電機(jī)的起動(dòng)過程進(jìn)行了理論分析,并從轉(zhuǎn)子槽參數(shù)入手,分析了轉(zhuǎn)子槽數(shù)、槽型和槽深度這三個(gè)參數(shù)的變化對自起動(dòng)永磁同步電機(jī)起動(dòng)性能的影響,得出了不同轉(zhuǎn)子槽型參數(shù)下電機(jī)的起動(dòng)性能變化規(guī)律。接著對不同鼠籠材料對電機(jī)起動(dòng)性能的影響進(jìn)行了研究,主要從單一鼠籠材料和復(fù)合籠條結(jié)構(gòu)兩方面進(jìn)行了分析:單一鼠籠材料部分分析了鼠籠分別采用鑄鋁、鋁、黃銅、青銅、銅等材料時(shí)電機(jī)的起動(dòng)性能;復(fù)合籠條結(jié)構(gòu)部分主要對鑄鋁和銅兩種材料的不同組合情況下電機(jī)的起動(dòng)性能進(jìn)行了分析,并得出了最優(yōu)方案。然后對不同功率下電機(jī)的鼠籠進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)以提高其起動(dòng)性能,在前述18.5k W電機(jī)的基礎(chǔ)上,分別對11kW、15k W和22k W電機(jī)進(jìn)行了建模,并對這三種功率下的鼠籠設(shè)計(jì)進(jìn)行了優(yōu)化,在這個(gè)過程中總結(jié)出鼠籠的設(shè)計(jì)參數(shù)與電機(jī)功率之間的關(guān)系,并得到了相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)公式。接著對自起動(dòng)永磁同步電機(jī)不同起動(dòng)方式進(jìn)行了研究,主要對實(shí)心轉(zhuǎn)子和導(dǎo)電套式起動(dòng)進(jìn)行研究,分析其起動(dòng)性能,同時(shí)考慮實(shí)心轉(zhuǎn)子加鼠籠以及導(dǎo)電套式轉(zhuǎn)子加鼠籠對電機(jī)起動(dòng)性能的影響,并與單實(shí)心轉(zhuǎn)子起動(dòng)、單導(dǎo)電套式起動(dòng)進(jìn)行對比,得出結(jié)論。最后對7.5k W的自起動(dòng)永磁同步電機(jī)進(jìn)行了仿真分析與實(shí)驗(yàn)測試,主要對電機(jī)進(jìn)行了空載和負(fù)載仿真,得到了電機(jī)起動(dòng)性能的相關(guān)曲線及參數(shù);接著根據(jù)前述鼠籠優(yōu)化經(jīng)驗(yàn)結(jié)論對該樣機(jī)的鼠籠進(jìn)行了優(yōu)化,并對新方案進(jìn)行了空載和負(fù)載起動(dòng)仿真,通過與原方案對比,得出新方案起動(dòng)性能得到提高的結(jié)論;最后對樣機(jī)進(jìn)行了空載和負(fù)載實(shí)驗(yàn)測試,通過對仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對比驗(yàn)證了仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM341

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本文編號：1259566