【摘要】：砂磨機(jī)現(xiàn)有驅(qū)動系統(tǒng)都是采用異步電機(jī)加皮帶機(jī)和減速機(jī)進(jìn)行驅(qū)動。這種驅(qū)動方式存在系統(tǒng)驅(qū)動效率低、能源浪費(fèi)嚴(yán)重、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、磨損嚴(yán)重、運(yùn)行可靠性差、維護(hù)成本高等缺點,不符合節(jié)能減排的要求。本文提出采用永磁電機(jī)直接驅(qū)動砂磨機(jī),省去皮帶機(jī)和減速機(jī),提高整體驅(qū)動效率,簡化機(jī)械結(jié)構(gòu),提升運(yùn)行可靠性。本文圍繞砂磨機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)采用直驅(qū)永磁電機(jī)的設(shè)計及電機(jī)性能分析展開研究,主要研究內(nèi)容如下:首先,確定砂磨機(jī)用直驅(qū)永磁電機(jī)的設(shè)計參數(shù),電機(jī)采用自然冷卻,重點對熱負(fù)荷的設(shè)計進(jìn)行分析,考慮電機(jī)功率和轉(zhuǎn)速、材料、經(jīng)濟(jì)性等對熱負(fù)荷的影響,直驅(qū)永磁電機(jī)熱負(fù)荷應(yīng)限制在1200A/(cm?mm~2)以內(nèi)。對電機(jī)的定子結(jié)構(gòu)、氣隙大小和轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計。研究分析不均勻氣隙對直驅(qū)永磁電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩、波形畸變率和轉(zhuǎn)矩脈動的影響,通過選取最佳不均勻氣隙倍數(shù)X=2.2后,齒槽轉(zhuǎn)矩被削弱到額定轉(zhuǎn)矩的0.83%,波形畸變率和轉(zhuǎn)矩脈動達(dá)到最低。對電機(jī)性能進(jìn)行仿真分析,驗證電機(jī)設(shè)計的合理性。其次,對砂磨機(jī)用直驅(qū)永磁電機(jī)的各部分損耗和生熱率做出計算,基于傳熱學(xué)理論對電機(jī)各部分的導(dǎo)熱系數(shù)和散熱系數(shù)進(jìn)行計算,通過建立電機(jī)三維物理模型,計算電機(jī)各部分溫度場分布情況。結(jié)果表明電機(jī)各部分溫度分布合理,電機(jī)繞組最高溫度為107.68℃,可以滿足電機(jī)F級絕緣要求。最后,制造了砂磨機(jī)用直驅(qū)永磁電機(jī)樣機(jī)。分別對直驅(qū)永磁電機(jī)和異步電機(jī)進(jìn)行空載和負(fù)載實驗。實驗結(jié)果表明,直驅(qū)永磁電機(jī)相比異步電機(jī)空載電流和空載損耗很小,同樣負(fù)載下電流和功率明顯降低。對直驅(qū)永磁電機(jī)進(jìn)行溫升實驗,通過實驗溫度值和仿真溫度值對比可知,實驗值與仿真值誤差很小,驗證了仿真的可靠性。實驗得出電機(jī)溫升為75.3K,驗證了電機(jī)熱負(fù)荷設(shè)計的合理性。完成現(xiàn)場安裝與測試,驗證了直驅(qū)永磁電機(jī)高效節(jié)能、高可靠性的性能優(yōu)勢。分析和實驗都表明,采用永磁電機(jī)直驅(qū)砂磨機(jī)可以省去皮帶機(jī)和減速機(jī),滿足砂磨機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的要求。
【圖文】：

沈陽工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文磁電機(jī)直驅(qū)傳動桿運(yùn)行，可大大提高整體傳動鏈的效率，降低能耗，減少磨損企業(yè)提高生產(chǎn)效率、降低成本、持續(xù)安全可靠生產(chǎn)有著重大意義，對深入貫徹能減排政策意義深遠(yuǎn)。1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1 砂磨機(jī)驅(qū)動現(xiàn)狀隨著國民經(jīng)濟(jì)的不斷增長，我國對超細(xì)粉體的需求日益增大，，砂磨機(jī)目前大，已廣泛應(yīng)用于不同工況且逐步向大型化發(fā)展。因此，針對不同工況我國已不同類型的砂磨機(jī)。但是，對砂磨機(jī)的驅(qū)動一直采用異步電機(jī)加皮帶機(jī)和減速式，如圖 1.1 所示。這種驅(qū)動方式存在驅(qū)動效率低、占地面積大、能源浪費(fèi)嚴(yán)重列問題。皮帶機(jī) 異步電機(jī)

額定轉(zhuǎn)速 60r/min 額定轉(zhuǎn)矩 4774.5N·m定子槽數(shù) 72 極數(shù) 40定子外徑 720mm 定子內(nèi)徑 520mm轉(zhuǎn)子外徑 517.6mm 轉(zhuǎn)子內(nèi)徑 240mm永磁體寬度 24mm 永磁體厚度 8mm軸向長度 420mm 過載倍數(shù) 2.0效率 91.7% 功率因數(shù) 0.983電密 2.88A/mm2熱負(fù)荷 1085A/(cm mm2)2.9 電機(jī)性能仿真與分析永磁電機(jī)空載時電流很小接近于 0，在空載特性仿真時，電機(jī)繞組加 0 電流激勵，通過仿真得到永磁電機(jī)空載磁力線分布圖和磁密云圖分別如圖 2.8 所示。空載狀態(tài)下，可取定子齒磁密幅值小于 1.6T。通過仿真分析可以看出，空載狀態(tài)時，空載齒磁密基本穩(wěn)定在 1.52T，滿足電機(jī)性能要求。
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM351

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本文編號：2633010