本文選題：超低速大轉(zhuǎn)矩 + 極槽比�。� 參考：《沈陽工業(yè)大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：球磨機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng),是典型的低速大轉(zhuǎn)矩系統(tǒng),主要采用傳統(tǒng)異步機(jī) 減速機(jī)的驅(qū)動(dòng)模式。本文采用永磁同步電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)球磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),替代原有異步電機(jī)-減速機(jī)驅(qū)動(dòng)模式;永磁電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)球磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)必然帶來電機(jī)功率、體積、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩等參數(shù)較大;中小型電機(jī)中無需考慮的問題,在設(shè)計(jì)大直徑大功率兆瓦極電機(jī)需要考慮進(jìn)去。針對(duì)額定功率3550k W,額定轉(zhuǎn)速16r/min球磨機(jī)直驅(qū)用永磁同步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行電磁設(shè)計(jì)。通過對(duì)比10極12槽和8極12槽配合下PMSM性能參數(shù),總結(jié)低速大轉(zhuǎn)矩槽選取規(guī)律,選取10極12槽單元電機(jī)極槽配合;定子槽選用開口槽,扁線繞成的分為雙排的成型線圈,永磁體采用切向式結(jié)構(gòu)擺放方式,充分利用磁阻轉(zhuǎn)矩,提高功率密度,獲得較大的過載倍數(shù)。對(duì)球磨機(jī)直驅(qū)用超低速大轉(zhuǎn)矩永磁同步電動(dòng)機(jī)初步方案進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化。對(duì)電機(jī)進(jìn)行長徑比優(yōu)化;保持定子外徑不變,觀察熱負(fù)荷、轉(zhuǎn)矩密度和永磁體用量變化趨勢,優(yōu)化定轉(zhuǎn)子沖片尺寸,確定當(dāng)電機(jī)氣隙直徑5000mm,鐵心長1400mm得到電機(jī)體積和轉(zhuǎn)矩密度最優(yōu)值;確定氣隙之后,保持電流密度不變,優(yōu)化定子槽型得到轉(zhuǎn)矩密度最優(yōu)值;磁極沖片最大最小氣隙之比為2.2倍和磁極肩角18度使氣隙磁密波型接近正弦;對(duì)比電勵(lì)磁同步電機(jī)與永磁同步電機(jī)最大最小氣隙比值,電勵(lì)磁同步電機(jī)最大最小氣隙之比通常取1.5,而永磁同步電機(jī)最大最小氣隙之比在2.2-2.4之間比較合理。建立球磨機(jī)用永磁同步電動(dòng)機(jī)偏心模型,通過分析氣隙磁密表明,隨著偏心率變大,氣隙在空間上不再對(duì)稱,氣隙磁密中產(chǎn)生偶次諧波,以二次諧波最明顯;動(dòng)態(tài)偏心情況下齒槽轉(zhuǎn)矩引入了高次諧波,會(huì)導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)矩高頻脈動(dòng),并且在動(dòng)態(tài)偏心發(fā)生前期,齒槽轉(zhuǎn)矩增加的并不明顯,當(dāng)動(dòng)態(tài)偏心達(dá)到一定程度時(shí),幅值迅速增大。轉(zhuǎn)子不同偏心狀態(tài)下,對(duì)電機(jī)的鐵心損耗、轉(zhuǎn)子部分渦流損耗進(jìn)行了仿真分析表明,動(dòng)、靜態(tài)偏心對(duì)鐵心損耗的影響情況相似,而動(dòng)態(tài)偏心的渦流損耗不像靜態(tài)偏心變化明顯;電機(jī)靜態(tài)偏心時(shí),電機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)變化不大,并有降低轉(zhuǎn)矩波動(dòng)振幅的趨勢,而動(dòng)態(tài)偏心會(huì)引起轉(zhuǎn)矩波動(dòng)振幅增加,動(dòng)態(tài)偏心會(huì)增加轉(zhuǎn)矩波動(dòng)。
[Abstract]:The drive system of ball mill is a typical low speed and large torque system, which mainly adopts the drive mode of traditional asynchronous reducer. In this paper, the PMSM is used to drive the ball mill directly instead of the original drive mode of asynchronous motor and reducer, the direct drive of the ball mill by the permanent magnet motor will inevitably bring about large parameters such as motor power, volume, starting torque, etc. The design of large diameter megawatt pole motor needs to be taken into account in the design of large-diameter high-power megawatt motor. Electromagnetic design of permanent magnet synchronous motor (PMSM) for rated power 3550kW and rated speed 16r/min ball mill is carried out. By comparing the performance parameters of PMSM with 10 pole 12 slot and 8 pole 12 slot coordination, the selection rule of low speed and large torque slot is summarized, and 10 pole 12 slot unit motor pole slot matching is selected, the stator slot is composed of open slot, flat wire is wound into two rows of forming coils, The permanent magnet adopts the tangential structure to make full use of the magnetoresistive torque to increase the power density and obtain a large overload multiple. The primary scheme of super low speed and large torque permanent magnet synchronous motor for direct drive of ball mill is further optimized. The length to diameter ratio of the motor is optimized, the stator outer diameter is kept constant, the changing trend of heat load, torque density and permanent magnet is observed, and the size of stator and rotor punches is optimized. The optimum value of motor volume and torque density is obtained when the air gap diameter is 5000mm and the core length is 1400mm. After the air gap is determined, the current density is kept constant, and the optimal torque density is obtained by optimizing the stator slot type. The ratio of maximum and minimum air gap of magnetic pole punch is 2.2 times and the angle of magnetic pole shoulder is 18 degrees to make the airgap magnetic dense wave close to sinusoidal. Compared with the ratio of maximum and minimum air gap of electrically excited synchronous motor and permanent magnet synchronous motor, The ratio of maximum and minimum air gap of electroexcitation synchronous motor is usually 1.5, while that of permanent magnet synchronous motor is between 2.2-2.4. The eccentric model of permanent magnet synchronous motor (PMSM) for ball mill is established. The analysis of air gap magnetic density shows that with the increase of eccentricity, the air gap is no longer symmetrical in space, and even harmonics are produced in the air gap magnetic density, the second harmonic is the most obvious. In the case of dynamic eccentricity, high order harmonics are introduced into the grooving torque, which will lead to the high frequency ripple of the motor torque. In the early period of the dynamic eccentricity, the increase of the slotting torque is not obvious. When the dynamic eccentricity reaches a certain degree, the amplitude increases rapidly. The simulation analysis of rotor core loss and rotor eddy current loss under different eccentricity shows that the influence of dynamic and static eccentricity on core loss is similar, but the dynamic eccentricity eddy current loss is not as obvious as static eccentricity. When the motor is static eccentricity, the torque ripple of the motor changes little, and has the tendency of decreasing the amplitude of the torque wave, while the dynamic eccentricity will cause the increase of the amplitude of the torque wave, and the dynamic eccentricity will increase the torque wave.
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TH69;TM341

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本文編號(hào)：1937071