轉(zhuǎn)子偏心狀態(tài)下永磁同步電機(jī)電磁性能分析
本文選題:永磁同步電機(jī) + 偏心 ; 參考:《哈爾濱理工大學(xué)》2017年碩士論文
【摘要】:對(duì)于軍艦和輪船,電力推進(jìn)系統(tǒng)是其最重要的組成部分之一,是艦船設(shè)備平穩(wěn)高效運(yùn)行的動(dòng)力來源。在現(xiàn)代化的電推系統(tǒng)中,電機(jī)性能的好壞直接決定了電力推進(jìn)系統(tǒng)輸出動(dòng)力性能的優(yōu)劣。永磁同步電機(jī)憑借著體積小、功率密度大、效率高、調(diào)速性能好等優(yōu)勢(shì),被廣泛應(yīng)用于艦船電力推動(dòng)設(shè)備上。在實(shí)際中,由于艦船的工作環(huán)境十分復(fù)雜,電機(jī)難免會(huì)遇到故障,其中轉(zhuǎn)子偏心故障就是電機(jī)常見故障之一。為了達(dá)到預(yù)防和檢測(cè)故障發(fā)生的目的,研究轉(zhuǎn)子偏心故障狀態(tài)下電機(jī)的性能就顯得十分有意義。本文研究對(duì)象為一臺(tái)額定功率50kW的表貼式永磁同步電動(dòng)機(jī),基于電機(jī)學(xué)理論和電磁場理論,采用有限元法分別對(duì)正常運(yùn)行及偏心故障運(yùn)行的電機(jī)進(jìn)行分析,并施加不同負(fù)載,探究電機(jī)電磁性能受偏心的影響。首先,對(duì)電機(jī)進(jìn)行適當(dāng)?shù)募僭O(shè),建立正常工作時(shí)電機(jī)的有限元模型,使其工作在空載狀態(tài)下,觀察電機(jī)空載時(shí)的電磁性能,并為后文偏心狀態(tài)電機(jī)的分析打下基礎(chǔ)。其次,采用相同的方法建立不同偏心狀態(tài)下的電機(jī)模型,并分別計(jì)算出電機(jī)鐵心磁場、氣隙磁密、轉(zhuǎn)子外表面電磁力密度及鐵耗,對(duì)比分析出上述電機(jī)性能受偏心的影響情況。最后,本文選取特定偏心情況下的電機(jī)為對(duì)象,對(duì)其建模并分別施加空載、0.5倍額定負(fù)載、額定負(fù)載及1.1倍額定負(fù)載,分別計(jì)算出電機(jī)氣隙磁場、轉(zhuǎn)子外表面電磁力密度和鐵耗,分析負(fù)載變化對(duì)偏心故障下的電機(jī)電磁性能的影響。本文通過精確仿真及對(duì)結(jié)果的詳細(xì)分析研究,不僅探究了偏心故障對(duì)電機(jī)電磁性能的影響,且為電機(jī)偏心故障的預(yù)防及檢測(cè)提供理論支持。
[Abstract]:For warships and ships, electric propulsion system is one of its most important components, and is the power source of ship equipment running smoothly and efficiently. In the modern electric propulsion system, the performance of the motor directly determines the output power performance of the electric propulsion system. Permanent magnet synchronous motor (PMSM) is widely used in marine electric propulsion equipment because of its advantages such as small size, high power density, high efficiency and good speed regulation performance. In practice, because the working environment of the ship is very complex, the motor will inevitably encounter faults, among which the rotor eccentricity fault is one of the common faults of the motor. In order to prevent and detect faults, it is very meaningful to study the performance of motor under the condition of rotor eccentricity fault. The object of this paper is a surface permanent magnet synchronous motor with rated power of 50kW. Based on the theory of motor and electromagnetic field, the finite element method is used to analyze the motor in normal operation and eccentric fault operation, and different loads are applied. Explore the effect of eccentricity on the electromagnetic performance of motor. Firstly, the finite element model of the motor under normal working condition is established, and the electromagnetic performance of the motor under no-load condition is observed, which lays a foundation for the analysis of the eccentric motor in the future. Secondly, the same method is used to establish the motor model under different eccentricity states, and the core magnetic field, air gap magnetic density, electromagnetic force density and iron loss of the rotor surface are calculated respectively, and the influence of eccentricity on the performance of the motor is compared and analyzed. Finally, this paper selects the motor under certain eccentricity as the object, models it and applies 0.5 times of rated load, 0.5 times of rated load and 1.1 times of rated load to calculate the air gap magnetic field, the electromagnetic force density and iron consumption of the rotor's outer surface, respectively. The effect of load variation on the electromagnetic performance of the motor under eccentric fault is analyzed. Through accurate simulation and detailed analysis of the results, this paper not only explores the effect of eccentric fault on the electromagnetic performance of motor, but also provides theoretical support for the prevention and detection of eccentric fault of motor.
【學(xué)位授予單位】:哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2017
【分類號(hào)】:TM341
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,本文編號(hào):2067353
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