發(fā)布時(shí)間：2020-10-16 00:16

　　 高速永磁電機(jī)因其轉(zhuǎn)速高、功率密度大以及可以在高速場(chǎng)合中直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載從而提高傳動(dòng)效率等優(yōu)勢(shì),在高速磨床、空氣壓縮等場(chǎng)合有良好的應(yīng)用前景。但是,這些優(yōu)勢(shì)存在的同時(shí)也為高速永磁電機(jī)帶來了不可避免的問題:高速帶來的轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)問題,高頻帶來的損耗增加問題以及高功率密度帶來的高溫升問題,同時(shí),這些問題使得電機(jī)內(nèi)部的物理環(huán)境十分復(fù)雜。因此,本文從高速永磁電機(jī)的鐵耗問題入手,研究在多物理因素影響下的鐵耗模型,在此基礎(chǔ)上,分析了影響電機(jī)鐵耗的因素,研究降低鐵耗的方法。主要研究?jī)?nèi)容如下:首先,建立高速永磁電機(jī)的物理模型,通過Ansoft Maxwell二維場(chǎng)進(jìn)行有限元仿真,取定子磁場(chǎng)進(jìn)行分析,取特征點(diǎn)分析磁場(chǎng)頻率、磁化方式及諧波特點(diǎn);應(yīng)用ANSYS Workbench中CFX模塊進(jìn)行溫度場(chǎng)仿真,分析定子上的溫度分布;對(duì)定子上所受電磁應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力進(jìn)行仿真分析,總結(jié)應(yīng)力分布特點(diǎn)。根據(jù)各物理場(chǎng)仿真結(jié)果,論述在高速永磁電機(jī)鐵耗計(jì)算過程中考慮磁場(chǎng)、溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)的必要性。其次,總結(jié)常用鐵耗計(jì)算模型,包括經(jīng)典鐵耗計(jì)算模型和在此基礎(chǔ)上改進(jìn)得到的分別考慮磁場(chǎng)、溫度和應(yīng)力的鐵耗計(jì)算模型;通過分析各物理因素對(duì)損耗系數(shù)的敏感性,在每個(gè)損耗項(xiàng)上考慮最為敏感的影響因素,提出綜合考慮多物理因素的鐵耗改進(jìn)模型。然后,簡(jiǎn)要描述硅鋼片測(cè)試的試驗(yàn)系統(tǒng)和試驗(yàn)過程,對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析,得到不同頻率、不同溫度和不同應(yīng)力下硅鋼片的磁化特性和損耗特性的變化情況,分析損耗系數(shù)隨各物理因素的變化規(guī)律,利用硅鋼片試驗(yàn)驗(yàn)證所提鐵耗改進(jìn)模型的準(zhǔn)確性。最后,對(duì)比有限元法和考慮不同因素影響的改進(jìn)模型計(jì)算得到的高速永磁電機(jī)鐵耗值,分析各物理因素對(duì)電機(jī)鐵耗的影響;并分析負(fù)載轉(zhuǎn)矩、材料種類和尺寸對(duì)高速永磁電機(jī)鐵耗的影響規(guī)律,討論降低該類電機(jī)鐵耗的方法。
【學(xué)位單位】：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TM351
【部分圖文】：

1c 大型空氣壓縮機(jī)圖 1.1 高速電機(jī)不同應(yīng)用場(chǎng)合Fig.1.1 High-speed motors for different applicatio作原理進(jìn)行分類，主要可以分為高速感表 1.1 列舉了三種電機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)[7-10]，從這種電機(jī)在高速領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛。故來說，存在三個(gè)關(guān)鍵性技術(shù)問題。一是

圖 2.1 高速永磁電機(jī)的物理模型Fig. 2.1 The physical model of HSPMSM定子磁場(chǎng)分析為電機(jī)轉(zhuǎn)速與頻率和極對(duì)數(shù)之間的關(guān)系，可，電機(jī)的頻率與轉(zhuǎn)速是正比例的關(guān)系。即，常速電機(jī)的頻率一般為 50Hz，對(duì)轉(zhuǎn)速的不同，高速永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)速可以達(dá)到數(shù)萬(wàn)轉(zhuǎn)甚至，因此，高速永磁電機(jī)一般是通過提升頻率60 fnp=根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速的要求確定電機(jī)的頻率，高速千赫茲。為了更好地觀察高速電機(jī)內(nèi)部磁場(chǎng)的磁通密度變化情況。從圖 2.2 可以看出，定

利用 2D 模塊仿真高速永磁電機(jī)的磁場(chǎng)，物理模型如圖2.3 所示。取 t=0.1s 時(shí)刻的穩(wěn)定狀態(tài)下仿真結(jié)果如圖 2.4~圖 2.7 所示。從磁通密度分布圖中可以看出電機(jī)各部分磁通密度分布均勻合理，磁通密度最大處發(fā)生在定子槽底部，其值為 1.34T。從磁力線分布圖中可以看出，電機(jī)定子上絕大部分磁力線的路徑均為：永磁體 N 極~氣隙~定子齒~定子軛~定子齒~氣隙~永磁體 S 極，僅有極少部分磁力線形
【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張穎博;;高速永磁電機(jī)特點(diǎn)與設(shè)計(jì)方法的探究[J];內(nèi)燃機(jī)與配件;2019年11期

2 ;2018年永磁電機(jī)概況及趨勢(shì)分析[J];電器工業(yè);2019年06期

3 程飛飛;郝洪峰;夏紅新;趙華;;永磁電機(jī)在抽油機(jī)節(jié)能降耗中的應(yīng)用[J];石油和化工節(jié)能;2015年05期

4 馮光旭;;軸轉(zhuǎn)向永磁電機(jī)及其研究發(fā)展分析[J];中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化;2018年22期

5 丁娜;于杰;;淺談?dòng)来烹姍C(jī)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)[J];山東工業(yè)技術(shù);2019年07期

6 白剛;;現(xiàn)代永磁電機(jī)技術(shù)的應(yīng)用分析[J];山東工業(yè)技術(shù);2018年14期

7 高志遠(yuǎn);楊斌;黃永程;王凌浩;;基于永磁電機(jī)的振動(dòng)檢測(cè)分析研究[J];裝備制造技術(shù);2018年06期

8 鄒文;竺韻德;張鋼;陳阿三;張全;;基于空間矢量脈寬調(diào)制盤式永磁電機(jī)的矢量控制[J];電機(jī)與控制應(yīng)用;2016年11期

9 唐慶軍;;高速永磁電機(jī)設(shè)計(jì)與分析技術(shù)綜述[J];黑龍江科學(xué);2016年22期

10 彭巖洛;;現(xiàn)代永磁電機(jī)技術(shù)的應(yīng)用分析[J];科技風(fēng);2016年23期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 郭保成;高速盤式永磁電機(jī)的設(shè)計(jì)及多物理場(chǎng)分析[D];東南大學(xué);2017年

2 徐磊;雙定子直線旋轉(zhuǎn)永磁電機(jī)的設(shè)計(jì)、分析與控制[D];東南大學(xué);2017年

3 吳磊磊;三相表貼式磁場(chǎng)調(diào)制永磁電機(jī)的研究[D];華中科技大學(xué);2018年

4 朱高嘉;有限公式耦合方法及在永磁電機(jī)冷卻系統(tǒng)分析中的應(yīng)用[D];沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué);2017年

5 師蔚;高密度永磁電機(jī)永磁體防退磁技術(shù)的研究[D];上海大學(xué);2013年

6 李永斌;定子雙饋雙凸極永磁電機(jī)及其控制系統(tǒng)研究[D];上海大學(xué);2004年

7 施進(jìn)浩;新型橫向磁場(chǎng)永磁電機(jī)設(shè)計(jì)與研究[D];上海大學(xué);2006年

8 林巖;釹鐵硼永磁電機(jī)防高溫失磁技術(shù)的研究[D];沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué);2006年

9 王秀蓮;無(wú)鐵心永磁電機(jī)三維開域磁場(chǎng)計(jì)算與分析[D];沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué);2006年

10 王繼強(qiáng);高速永磁電機(jī)的機(jī)械和電磁特性研究[D];沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué);2007年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 秦曉靜;高轉(zhuǎn)矩密度游標(biāo)永磁電機(jī)設(shè)計(jì)優(yōu)化[D];浙江大學(xué);2019年

2 王瓊;游標(biāo)偽直驅(qū)永磁電機(jī)的優(yōu)化與設(shè)計(jì)[D];浙江大學(xué);2019年

3 李德高;異步起動(dòng)磁阻輔助永磁電機(jī)研究[D];沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué);2019年

4 白冰;砂磨機(jī)用直驅(qū)永磁電機(jī)設(shè)計(jì)及其性能分析[D];沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué);2019年

5 初振奎;機(jī)器人用高過載永磁電機(jī)設(shè)計(jì)[D];沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué);2019年

6 劉美揚(yáng);考慮多物理場(chǎng)因素的高速永磁電機(jī)鐵耗模型研究[D];沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué);2019年

7 韋強(qiáng);礦用皮帶機(jī)直驅(qū)實(shí)心磁極永磁電機(jī)研究[D];沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué);2019年

8 孟柳;基于半實(shí)物的高速永磁電機(jī)無(wú)速度傳感器運(yùn)行研究[D];北方工業(yè)大學(xué);2019年

9 尹佐生;航天伺服用四相容錯(cuò)永磁電機(jī)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2018年

10 杜鑫;高速永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)研究[D];哈爾濱理工大學(xué);2018年

本文編號(hào)：2842452