【摘要】：隨著科技水平的發(fā)展,航空航天、精密制造等領(lǐng)域?qū)Ω咿D(zhuǎn)速電機(jī)的需求越來越多。電機(jī)轉(zhuǎn)速提升有利于提高電機(jī)的功率密度,減小設(shè)備的體積重量,發(fā)展直驅(qū)高速電機(jī)對國家能源安全和節(jié)能減排具有非常重要的現(xiàn)實意義,亦是國家重大戰(zhàn)略需求。本文提出軸向永磁輔助磁阻型復(fù)合轉(zhuǎn)子高速電機(jī)(HSM-CR)作為一種特殊結(jié)構(gòu)的高速電機(jī),旨在迎合各個領(lǐng)域?qū)τ诟咚匐姍C(jī)的迫切需求,亦是為了改善傳統(tǒng)SRM相間漏磁問題。HSM-CR定轉(zhuǎn)子均由硅鋼片疊壓成的凸極結(jié)構(gòu),定子上繞有集中繞組,轉(zhuǎn)子上無繞組、鼠籠,具有結(jié)構(gòu)簡單機(jī)械強(qiáng)度高、成本低、可靠性高的特點。HSM-CR的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)可以承受很高的機(jī)械應(yīng)力,特別適合高轉(zhuǎn)速要求,在航空航天、高速加工等高速/超高速領(lǐng)域應(yīng)用具有獨特優(yōu)勢。本文研究內(nèi)容包括以下方面:(1)通過學(xué)習(xí)借鑒國內(nèi)外高速電機(jī)以及新型開關(guān)磁阻電機(jī)研究成果,提出一種新型軸向磁路高速電機(jī)。從電機(jī)新型磁路結(jié)構(gòu)入手,通過對比研究傳統(tǒng)高速磁阻電機(jī)與輔助勵磁雙凸極電機(jī)的運行機(jī)理,分析HSM-CR工作原理并且推導(dǎo)其轉(zhuǎn)矩公式及基本方程。(2)將HSM-CR整體設(shè)計過程劃分為磁路設(shè)計和永磁輔助設(shè)計,借鑒傳統(tǒng)高速雙凸極電機(jī)的設(shè)計理論以及國內(nèi)外新型磁路結(jié)構(gòu)先進(jìn)的研究成果完成軸向磁路的設(shè)計�；诖艌龇治鲠槍ο嚅g漏磁問題對轉(zhuǎn)子進(jìn)行改進(jìn),仿真分析結(jié)果表明提出的新型磁路結(jié)構(gòu)可以改善相間漏磁問題,同時通過電磁特性仿真分析結(jié)果校驗設(shè)計目標(biāo)。推導(dǎo)了HSM-CR的起動數(shù)學(xué)模型,并分析了影響起動性能的因素,同時基于矩角特性曲線的分析驗證了上述分析結(jié)果。(3)為了進(jìn)一步改善傳統(tǒng)磁阻電機(jī)相間漏磁問題,在軸向磁路的基礎(chǔ)上提出永磁輔助思想。確定采用軸向磁路與輔助永磁體相互配合的解決方案,并對其效果進(jìn)行電磁特性仿真分析與性能影響分析。
【圖文】：

第 2 章 HSM-CR 基本理論分析采用圓桶型結(jié)構(gòu)方案，并且將永磁體組裝在圓形導(dǎo)磁疊片的子結(jié)構(gòu)圖如圖 2.3 所示，紅色部分為永磁體，這樣設(shè)計的目的路徑和方向與兩側(cè)勵磁繞組產(chǎn)生的磁通方向一致。永磁體采用CR 軸向磁路結(jié)合恰好實現(xiàn)增強(qiáng)氣隙磁通密度以及漏磁通削弱的通相相鄰的定、轉(zhuǎn)子中形成閉合回路，產(chǎn)生與電機(jī)主磁路中產(chǎn)矩。

ps prcs cr1.3 , 1.42 2b bh h（3根據(jù)上述設(shè)計過程電機(jī)的大體尺寸初步確定，此外，對于繞組的設(shè)計本文采捷的方法。與經(jīng)典繞組設(shè)計流程不同的是本文采用預(yù)取一個線圈規(guī)格通過仿額定參數(shù)以及電流密度進(jìn)行校核，由于 HSM-CR 為連續(xù)工作制的電機(jī)，，電流取值范圍是24 ~ 6.5A / mm 。.5 轉(zhuǎn)子改進(jìn)設(shè)計HSM-CR 是基于軸向磁路為基礎(chǔ)提出的，其首要條件是軸向走磁，為此提出結(jié)構(gòu)方案圖 3.3 所示，但由于高速電機(jī)對于電機(jī)的轉(zhuǎn)軸剛度要求較高，普通導(dǎo)（如 10#鋼）難以達(dá)到既有高導(dǎo)磁性能又高剛度的設(shè)計要求，如圖 3.3a；所以此問題角度出發(fā)，在普通轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)方案上改進(jìn)并提出非導(dǎo)磁轉(zhuǎn)軸與復(fù)合轉(zhuǎn)子，如圖 3.3b。
【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】：TM355

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 徐建國;;大型高速電機(jī)軸向振動的分析和處理[J];電機(jī)技術(shù);2013年04期

2 ;浙江大學(xué)高速電機(jī)研究獲國家自然科學(xué)基金重點項目資助[J];微電機(jī);2018年08期

3 肖曉勁,袁修干,王超;高速電機(jī)驅(qū)動的新型壓氣機(jī)組件試驗初探[J];風(fēng)機(jī)技術(shù);2004年06期

4 曾幼州;超高速離心機(jī)高速電機(jī)的維修[J];醫(yī)療衛(wèi)生裝備;1996年06期

5 張勇;;隔爆型高速電機(jī)抱軸原因分析和解決方法[J];中國設(shè)備工程;2009年05期

6 青聯(lián);;30千瓦超高速電機(jī)的樣機(jī)研制[J];中小型電機(jī);1985年06期

7 陳欣卓;定子測矩法在高速電機(jī)M—S曲線測試中的應(yīng)用[J];上海大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);1995年02期

8 時紅軍;;遞歸濾波在高速電機(jī)測試臺頻率采樣中的應(yīng)用[J];自動化技術(shù)與應(yīng)用;2015年03期

9 劉文威;成克強(qiáng);王遠(yuǎn)航;董成舉;李小兵;潘廣澤;;基于nCode DesignLife的電機(jī)耐久壽命仿真研究[J];電子產(chǎn)品可靠性與環(huán)境試驗;2019年03期

10 胡家 ，王躍方，羅孟杰，徐玉秀，黃麗華;中型高速電機(jī)柔性軸轉(zhuǎn)子的動力特性研究[J];沈陽工業(yè)大學(xué)學(xué)報;1995年01期

相關(guān)會議論文 前7條

1 謝丹;程涵;杭頌;;專用高速電機(jī)的研制[A];第八次全國環(huán)氧樹脂應(yīng)用技術(shù)學(xué)術(shù)交流會論文集[C];1999年

2 周強(qiáng);劉闖;朱學(xué)忠;劉迪吉;;開關(guān)磁阻電機(jī)專用集成電路的設(shè)計與應(yīng)用[A];2008中國電工技術(shù)學(xué)會電力電子學(xué)會第十一屆學(xué)術(shù)年會論文摘要集[C];2008年

3 孔令海;胡巖;王功臣;;航空用高速永磁發(fā)電機(jī)設(shè)計[A];第十四屆沈陽科學(xué)學(xué)術(shù)年會論文集（理工農(nóng)醫(yī)）[C];2017年

4 張迅誠;崔皆凡;;高速電機(jī)設(shè)計及鐵耗研究[A];第十四屆沈陽科學(xué)學(xué)術(shù)年會論文集（理工農(nóng)醫(yī)）[C];2017年

5 王鳳翔;;高速永磁電機(jī)的設(shè)計特點[A];全面建設(shè)小康社會：中國科技工作者的歷史責(zé)任——中國科協(xié)2003年學(xué)術(shù)年會論文集（上）[C];2003年

6 張超;韓雪巖;;非晶合金應(yīng)用于電機(jī)的研究現(xiàn)狀[A];第十二屆沈陽科學(xué)學(xué)術(shù)年會論文集（理工農(nóng)醫(yī)）[C];2015年

7 王大朋;王鳳翔;;基于小波能量分布向量的高速電機(jī)磁軸承監(jiān)控系統(tǒng)研究[A];2011中國電工技術(shù)學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文集[C];2011年

相關(guān)重要報紙文章 前7條

1 記者 張曉晨;工友與中科院合作研發(fā)高速電機(jī)項目[N];威海日報;2009年

2 記者 王怡;我磁懸浮大功率高速電機(jī)規(guī)�；a(chǎn)[N];科技日報;2014年

3 記者 葉桂華邋通訊員 蔣娟;10家企業(yè)榮膺省百佳優(yōu)秀成長型企業(yè)[N];泰州日報;2008年

4 陳香玲;秦都緊抓經(jīng)濟(jì)龍頭促發(fā)展[N];咸陽日報;2007年

5 劉志強(qiáng);貴州啟動今年首批重大科技專項[N];科技日報;2008年

6 時報記者 張彥欣;一步一個腳印扎根新區(qū)[N];濱海時報;2018年

7 本報記者 王寧;項目涵蓋材料和先進(jìn)制造領(lǐng)域[N];貴州日報;2008年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前5條

1 王大朋;高速電機(jī)磁軸承控制與監(jiān)測技術(shù)研究[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2012年

2 周強(qiáng);高速開關(guān)磁阻電機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)研究與實踐[D];南京航空航天大學(xué);2009年

3 董劍寧;高速永磁電機(jī)綜合設(shè)計方法的研究[D];東南大學(xué);2015年

4 劉光偉;高速永磁外轉(zhuǎn)子爪極電機(jī)研究[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2015年

5 郝鶴;高速永磁無刷電機(jī)多場綜合分析及無位置傳感器控制[D];浙江大學(xué);2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 李家堯;軸向永磁輔助磁阻型復(fù)合轉(zhuǎn)子高速電機(jī)設(shè)計研究[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2019年

2 馬田;不同轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的永磁無刷直流高速電機(jī)的設(shè)計與分析[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2018年

3 徐進(jìn);高速電機(jī)典型轉(zhuǎn)子軸系結(jié)構(gòu)的建模及其動態(tài)特性研究[D];湖南大學(xué);2017年

4 李鵬飛;磁懸浮高速電機(jī)控制系統(tǒng)研究[D];浙江大學(xué);2017年

5 麥智偉;磁懸浮高速電機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計與研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2018年

6 潘娜;特種直線高速電機(jī)系統(tǒng)仿真與設(shè)計研究[D];東北電力大學(xué);2013年

7 盧南方;外轉(zhuǎn)子永磁高速電機(jī)設(shè)計及其轉(zhuǎn)子動力特性分析[D];貴州大學(xué);2017年

8 張洪國;高速電機(jī)的高精度控制系統(tǒng)及其算法的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

9 姜春燕;多電飛機(jī)電氣負(fù)載驅(qū)動控制技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2017年

10 黃娜;兆瓦級高速永磁同步電動機(jī)的電磁設(shè)計與損耗分析[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2013年

本文編號：2697297