本文選題：磁阻反應(yīng)式有限轉(zhuǎn)角電機(jī) + 有限元法　； 參考：《天津大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：現(xiàn)代戰(zhàn)機(jī)飛行速度快,而跑道長度有限,降落時須打開阻力傘減速;速度較低時必須釋放阻力傘。釋放阻力傘的拋傘機(jī)構(gòu)俗稱阻力傘鎖。國內(nèi)早期的阻力傘鎖多采用液壓或氣壓系統(tǒng)控制的機(jī)械結(jié)構(gòu),體積和質(zhì)量大,可靠性較差。而采用磁阻反應(yīng)式有限轉(zhuǎn)角電機(jī)實現(xiàn)電觸發(fā)的阻力傘鎖結(jié)構(gòu)簡單,體積小,質(zhì)量輕,轉(zhuǎn)矩大,運(yùn)行可靠。磁阻反應(yīng)式有限轉(zhuǎn)角電機(jī)與單相開關(guān)磁阻電機(jī)類似,遵循“磁阻最小原理”工作,即磁力線總是沿磁阻最小路徑閉合,磁力線扭曲產(chǎn)生切向力而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。與一般開關(guān)磁阻不同的是,磁阻反應(yīng)式有限轉(zhuǎn)角電機(jī)定、轉(zhuǎn)子齒數(shù)相同,都是8個,因此可以產(chǎn)生8倍的轉(zhuǎn)矩;其繞組形式也不像普通電機(jī)在定子齒上沿電機(jī)軸向繞制,而是在定轉(zhuǎn)子之間的線圈支架上沿徑向繞制。定子外側(cè),靠近定子槽的位置裝有限位調(diào)整螺栓,可以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子初始位置,并限制轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動角度。徑向?qū)ΨQ的兩個轉(zhuǎn)子槽間裝有兩個復(fù)位扭轉(zhuǎn)彈簧,扭簧一端搭在轉(zhuǎn)子齒上,將扭簧扭轉(zhuǎn)一定角度后,另一端打在定子槽設(shè)計的定位槽中。扭簧所形成的初始轉(zhuǎn)矩可以固定轉(zhuǎn)子的初始位置。本文首先介紹了磁阻反應(yīng)式有限轉(zhuǎn)角電機(jī)的主要結(jié)構(gòu)及工作原理,分析了電機(jī)的三維磁路,并用代角法計算了主氣隙磁導(dǎo)。根據(jù)虛功原理分析了電機(jī)的矩角特性。并利用有限元仿真軟件進(jìn)行三維電磁場仿真,得到了磁鏈、電感、轉(zhuǎn)矩分別與電流和轉(zhuǎn)子位置角的三維曲面圖,進(jìn)行對比驗證。為了得到電機(jī)動態(tài)特性,根據(jù)非線性磁參數(shù)法,建立了電機(jī)的數(shù)學(xué)模型。將電機(jī)的磁化曲線取反,與之前求解的矩角特性一起帶入數(shù)學(xué)模型中。采用四階Runge-Kutta法和有限元法求解方程,得到線圈電流、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)子位置角等參數(shù)的動態(tài)特性曲線。同時,進(jìn)行了相關(guān)實驗,將實驗結(jié)果與仿真結(jié)果進(jìn)行比較,結(jié)果證明模型和求解的正確性。
[Abstract]:Modern fighter planes fly fast and the runway length is limited. When landing, the drag parachute must be opened to slow down; when the speed is low, the drag umbrella must be released. The parachute-throwing mechanism that releases the resistance umbrella is commonly known as the resistance umbrella lock. In the early stage of the domestic resistance umbrella lock, the mechanical structure controlled by hydraulic or pneumatic system is mostly used, which has large volume and mass and poor reliability. The resistance umbrella lock with magnetoresistive reaction type finite angle motor is simple in structure, small in volume, light in mass, large in torque and reliable in operation. The magnetoresistive response motor with finite rotation angle is similar to the single-phase switched reluctance motor. It follows the principle of minimum magnetoresistance, that is, the magnetic force line is always closed along the minimum magnetoresistive path, and the torsion of the magnetic field line produces tangential force and electromagnetic torque. Different from the general switched reluctance, the magnetoresistive reaction type finite rotation angle motor has the same number of teeth and eight rotor teeth, so it can produce 8 times the torque, and its winding form is not like that of the ordinary motor winding along the stator teeth along the axis of the electric machine. Instead, the coil support between the stator and rotor is wound in radial direction. On the outside of the stator, the position near the stator slot is equipped with a limit adjustment bolt, which can adjust the initial position of the rotor and limit the rotation angle of the rotor. Two resetting torsion springs are arranged between the two rotors with radial symmetry. One end of the torsion spring is lapped on the rotor teeth. After torsion of the torsion spring is fixed at a certain angle, the other end is placed in the positioning slot designed by the stator slot. The initial torque formed by the torsion spring can fix the initial position of the rotor. In this paper, the main structure and working principle of the magnetoresistive reaction type finite rotation motor are introduced, the three dimensional magnetic circuit of the motor is analyzed, and the main air gap magnetic conductance is calculated by the substitute angle method. According to the principle of virtual work, the moment angle characteristic of motor is analyzed. The 3D surface diagram of flux, inductance and torque with current and rotor position angle is obtained by using finite element simulation software, and the results are compared and verified. In order to obtain the dynamic characteristics of the motor, the mathematical model of the motor is established according to the nonlinear magnetic parameter method. The magnetization curve of the motor is reversed and brought into the mathematical model together with the moment angle characteristic solved before. The four order Runge-Kutta method and the finite element method are used to solve the equations, and the dynamic characteristic curves of coil current, torque and rotor position angle are obtained. At the same time, the experimental results are compared with the simulation results, and the results show that the model and the solution are correct.
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V271.4;V24

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本文編號：1822960