本文選題：永磁電機 + 不均勻氣隙　； 參考：《合肥工業(yè)大學》2017年碩士論文

【摘要】：相比于普通感應(yīng)電機,異步起動永磁同步電機(Line-Start Permanent Magnet Synchronous Motor,LSPMSM)具有高效率和高功率因數(shù)的顯著優(yōu)勢,而相比于調(diào)速永磁同步電機它又具有自起動的特性,因此,異步起動永磁同步電機在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用具有廣泛的前景。但是,異步起動永磁同步電機的氣隙磁場波形類似于方波,磁場諧波復(fù)雜,高氣隙磁場諧波畸變率導致電機運行時鐵心損耗大,電磁噪聲高,給電機帶來一系列不利后果。針對普通異步起動永磁同步電機氣隙磁場諧波復(fù)雜的不良特性,本文提出了一種不均勻氣隙結(jié)構(gòu)的異步起動永磁同步電機。圍繞該不均勻氣隙結(jié)構(gòu)電機,展開的主要研究工作如下:1.給出了不均勻氣隙結(jié)構(gòu)電機氣隙長度的表達式,利用磁動勢乘以磁導的氣隙磁場傳統(tǒng)解析理論,研究了轉(zhuǎn)子磁極偏心距與氣隙磁場波形的關(guān)系。為了得到最小的氣隙磁場波形畸變率,優(yōu)化設(shè)計了轉(zhuǎn)子磁極偏心距的尺寸。2.不變氣隙是不均勻氣隙長度函數(shù)的重要組成部分,分析設(shè)計了電機的不變氣隙長度,使電機性能滿足設(shè)計任務(wù)要求的指標。3.對不均勻氣隙結(jié)構(gòu)電機的轉(zhuǎn)矩特性展開了理論分析與有限元仿真。分析了磁極偏心距與齒槽轉(zhuǎn)矩的關(guān)系,得到齒槽轉(zhuǎn)矩最小時磁極的偏心距離;從減小轉(zhuǎn)矩脈動主要次諧波入手,研究了反電動勢諧波與轉(zhuǎn)矩脈動的關(guān)系,從而使電機轉(zhuǎn)矩脈動最小化。4.分析了影響不均勻氣隙結(jié)構(gòu)異步起動永磁同步電機退磁的因素,研究了負載轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)動慣量與永磁體退磁的關(guān)系,提出了獲得永磁體最小工作點的研究方法。5.研究了電機非正常運行工況對永磁體退磁的影響,為永磁體合理的防失磁設(shè)計提供依據(jù)。本文通過對不均勻氣隙結(jié)構(gòu)異步起動永磁同步電機的研究,得到了抑制氣隙磁場諧波含量的方法,采用了磁極偏心的方案減小了齒槽轉(zhuǎn)矩和電機的轉(zhuǎn)矩脈動,分析總結(jié)了永磁體退磁的規(guī)律,為異步起動永磁同步電機工程實踐提供了有價值的參考方案。
[Abstract]:Compared with the ordinary induction motor, the asynchronous starting permanent magnet synchronous motor (Line-Start Permanent Magnet Synchronous Motor LSPMSM) has the remarkable advantages of high efficiency and high power factor, while compared with the speed regulating permanent magnet synchronous motor, it has the characteristics of self-starting.Asynchronous starting permanent magnet synchronous motor (PMSM) is widely used in industrial production.However, the air-gap magnetic field waveform of asynchronous starting permanent magnet synchronous motor is similar to that of square wave. The magnetic field harmonics are complex, and the high air gap magnetic field harmonic distortion rate leads to a large loss of iron core and high electromagnetic noise, which brings a series of adverse consequences to the motor.In view of the complex harmonic characteristics of the air gap magnetic field of the common asynchronous starting permanent magnet synchronous motor, a non-uniform air-gap structure asynchronous starting permanent magnet synchronous motor is proposed in this paper.The main research work around the non-uniform air-gap motor is as follows: 1.The expression of air gap length of non-uniform air-gap structure motor is given. The relationship between rotor magnetic pole eccentricity and air gap magnetic field waveform is studied by using the traditional analytic theory of air-gap magnetic field with magnetic EMF times magnetic conductance.In order to obtain the minimum distortion rate of air gap magnetic field, the size of rotor pole eccentricity is optimized.The invariant air gap is an important part of the non-uniform air gap length function. The constant air gap length of the motor is analyzed and designed to make the performance of the motor meet the requirements of the design task.The torque characteristics of non-uniform air gap motor are analyzed theoretically and simulated by finite element method.The relationship between magnetic pole eccentricity and grooving torque is analyzed, the eccentric distance of magnetic pole is obtained when the tooth slot torque is minimum, and the relationship between the harmonic of backEMF and torque ripple is studied by reducing the main harmonics of torque ripple.Thus, the torque ripple of the motor is minimized. 4.The factors affecting demagnetization of asynchronous starting permanent magnet synchronous motor with non-uniform air-gap structure are analyzed. The relationship between load torque and moment of inertia and permanent magnet demagnetization is studied. The research method of obtaining the minimum working point of permanent magnet is put forward.The effect of abnormal operating condition of motor on demagnetization of permanent magnet is studied, which provides the basis for the reasonable design of permanent magnet.Based on the research of asynchronous starting permanent magnet synchronous motor with non-uniform air gap structure, the method of restraining harmonic content of air gap magnetic field is obtained in this paper. The scheme of magnetic pole eccentricity is adopted to reduce the torque of tooth slot and torque ripple of motor.The law of permanent magnet demagnetization is analyzed and summarized, which provides a valuable reference scheme for the engineering practice of asynchronous starting permanent magnet synchronous motor (PMSM).
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TM341

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本文編號：1742607