【摘要】：隨著科技水平的發(fā)展,航空航天、精密制造等領域對高轉速電機的需求越來越多。電機轉速提升有利于提高電機的功率密度,減小設備的體積重量,發(fā)展直驅高速電機對國家能源安全和節(jié)能減排具有非常重要的現實意義,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合轉子高速電機(HSM-CR)作為一種特殊結構的高速電機,旨在迎合各個領域對于高速電機的迫切需求,亦是為了改善傳統SRM相間漏磁問題。HSM-CR定轉子均由硅鋼片疊壓成的凸極結構,定子上繞有集中繞組,轉子上無繞組、鼠籠,具有結構簡單機械強度高、成本低、可靠性高的特點。HSM-CR的轉子結構可以承受很高的機械應力,特別適合高轉速要求,在航空航天、高速加工等高速/超高速領域應用具有獨特優(yōu)勢。本文研究內容包括以下方面:(1)通過學習借鑒國內外高速電機以及新型開關磁阻電機研究成果,提出一種新型軸向磁路高速電機。從電機新型磁路結構入手,通過對比研究傳統高速磁阻電機與輔助勵磁雙凸極電機的運行機理,分析HSM-CR工作原理并且推導其轉矩公式及基本方程。(2)將HSM-CR整體設計過程劃分為磁路設計和永磁輔助設計,借鑒傳統高速雙凸極電機的設計理論以及國內外新型磁路結構先進的研究成果完成軸向磁路的設計。基于磁場分析針對相間漏磁問題對轉子進行改進,仿真分析結果表明提出的新型磁路結構可以改善相間漏磁問題,同時通過電磁特性仿真分析結果校驗設計目標。推導了HSM-CR的起動數學模型,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果。(3)為了進一步改善傳統磁阻電機相間漏磁問題,在軸向磁路的基礎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構方案，并且將永磁體組裝在圓形導磁疊片的子結構圖如圖 2.3 所示，紅色部分為永磁體，這樣設計的目的路徑和方向與兩側勵磁繞組產生的磁通方向一致。永磁體采用CR 軸向磁路結合恰好實現增強氣隙磁通密度以及漏磁通削弱的通相相鄰的定、轉子中形成閉合回路，產生與電機主磁路中產矩。

ps prcs cr1.3 , 1.42 2b bh h（3根據上述設計過程電機的大體尺寸初步確定，此外，對于繞組的設計本文采捷的方法。與經典繞組設計流程不同的是本文采用預取一個線圈規(guī)格通過仿額定參數以及電流密度進行校核，由于 HSM-CR 為連續(xù)工作制的電機，，電流取值范圍是24 ~ 6.5A / mm 。.5 轉子改進設計HSM-CR 是基于軸向磁路為基礎提出的，其首要條件是軸向走磁，為此提出結構方案圖 3.3 所示，但由于高速電機對于電機的轉軸剛度要求較高，普通導（如 10#鋼）難以達到既有高導磁性能又高剛度的設計要求，如圖 3.3a；所以此問題角度出發(fā)，在普通轉子結構方案上改進并提出非導磁轉軸與復合轉子，如圖 3.3b。
【學位授予單位】：沈陽工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TM355

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

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

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

3 肖曉勁,袁修干,王超;高速電機驅動的新型壓氣機組件試驗初探[J];風機技術;2004年06期

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

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

6 青聯;;30千瓦超高速電機的樣機研制[J];中小型電機;1985年06期

7 陳欣卓;定子測矩法在高速電機M—S曲線測試中的應用[J];上海大學學報(自然科學版);1995年02期

8 時紅軍;;遞歸濾波在高速電機測試臺頻率采樣中的應用[J];自動化技術與應用;2015年03期

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

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

相關會議論文 前7條

1 謝丹;程涵;杭頌;;專用高速電機的研制[A];第八次全國環(huán)氧樹脂應用技術學術交流會論文集[C];1999年

2 周強;劉闖;朱學忠;劉迪吉;;開關磁阻電機專用集成電路的設計與應用[A];2008中國電工技術學會電力電子學會第十一屆學術年會論文摘要集[C];2008年

3 孔令海;胡巖;王功臣;;航空用高速永磁發(fā)電機設計[A];第十四屆沈陽科學學術年會論文集（理工農醫(yī)）[C];2017年

4 張迅誠;崔皆凡;;高速電機設計及鐵耗研究[A];第十四屆沈陽科學學術年會論文集（理工農醫(yī)）[C];2017年

5 王鳳翔;;高速永磁電機的設計特點[A];全面建設小康社會：中國科技工作者的歷史責任——中國科協2003年學術年會論文集（上）[C];2003年

6 張超;韓雪巖;;非晶合金應用于電機的研究現狀[A];第十二屆沈陽科學學術年會論文集（理工農醫(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磁軸承監(jiān)控系統研究[A];2011中國電工技術學會學術年會論文集[C];2011年

相關重要報紙文章 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規(guī)�；a[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;秦都緊抓經濟龍頭促發(fā)展[N];咸陽日報;2007年

5 劉志強;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制造領域[N];貴州日報;2008年

相關博士學位論文 前5條

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

2 周強;高速開關磁阻電機的關鍵技術研究與實踐[D];南京航空航天大學;2009年

3 董劍寧;高速永磁電機綜合設計方法的研究[D];東南大學;2015年

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

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

相關碩士學位論文 前10條

1 李家堯;軸向永磁輔助磁阻型復合轉子高速電機設計研究[D];沈陽工業(yè)大學;2019年

2 馬田;不同轉子結構的永磁無刷直流高速電機的設計與分析[D];沈陽工業(yè)大學;2018年

3 徐進;高速電機典型轉子軸系結構的建模及其動態(tài)特性研究[D];湖南大學;2017年

4 李鵬飛;磁懸浮高速電機控制系統研究[D];浙江大學;2017年

5 麥智偉;磁懸浮高速電機的結構設計與研究[D];廣東工業(yè)大學;2018年

6 潘娜;特種直線高速電機系統仿真與設計研究[D];東北電力大學;2013年

7 盧南方;外轉子永磁高速電機設計及其轉子動力特性分析[D];貴州大學;2017年

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

9 姜春燕;多電飛機電氣負載驅動控制技術研究[D];南京航空航天大學;2017年

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

本文編號：2697297