本文關(guān)鍵詞：曳引機用外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機的分析與優(yōu)化設(shè)計，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在日常生活中,電梯作為垂直方向升降的交通運輸工具,其占用面積小,同時通過電氣或其它方式的控制可以將乘客和貨物安全、合理、有效地送到不同的樓層。由于電梯具備較多的優(yōu)點,已經(jīng)成為與人們工作生活息息相關(guān)的重要組成部分,而曳引機是電梯的主要組成部分,曳引機通常由電動機、減速機、制動器、和底座等部件組成,其中曳引機中的主要部分為電動機,因此,電機為電梯的主要部件之一。在傳統(tǒng)的曳引機中,大多采用的是三相異步電動機,這種電機效率較低,并且在運行中噪音、振動較大、安裝維修困難。而永磁同步電動機具有體積小、高效節(jié)能、輸出轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)和起動轉(zhuǎn)矩大等優(yōu)點,是一種新型的高效特種電機,在各個電機生產(chǎn)企業(yè)、高校及研究單位得到了很好的評價。但是,永磁同步電動機存在著齒槽轉(zhuǎn)矩和電磁噪音的問題。本課題來源于廣州廣日電梯工業(yè)有限公司,是關(guān)于設(shè)計和優(yōu)化一款曳引機用外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機,使其達到效率高、振動小、噪音低和齒槽轉(zhuǎn)矩低等優(yōu)點。首先介紹永磁同步電動機的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及數(shù)學模型等,然后介紹ANSYS軟件的相關(guān)知識和如何通過ANSYS有限元軟件中Maxwell模塊建立二維模型的方法。通過理論分析選出永磁同步電動機的槽極配合分別為36槽30極、36槽32極、36槽34極。對三種不同的槽極配合進行徑向力波分析,優(yōu)化分數(shù)槽永磁同步電動機固有的電磁噪音,經(jīng)過對比分析,最佳的槽極配合為36槽30極,能夠有效減少氣隙磁密的諧波含量。除此之外,基于永磁同步電動機固有的齒槽轉(zhuǎn)矩問題,根據(jù)永磁同步電動機產(chǎn)生齒槽轉(zhuǎn)矩機理進行分析,通過優(yōu)化極弧系數(shù)和采用不等厚永磁體進行優(yōu)化,可以有效降低永磁同步電動機的齒槽轉(zhuǎn)矩�；贛axwell2D建立的有限元模型,將磁鋼的極弧系數(shù)和偏心距分別設(shè)為變量,進行掃描分析,仿真結(jié)果表明,在合理的范圍內(nèi),存在一個最優(yōu)的極弧系數(shù)和偏心距使該款電動機的齒槽轉(zhuǎn)矩得到明顯削弱。最后,根據(jù)優(yōu)化后的尺寸參數(shù)試制樣機,對其各個性能參數(shù)、振動和噪音進行測試,通過對比分析樣機的性能與Maxwell2D仿真值,主要的性能誤差均在5%以內(nèi),滿足優(yōu)化設(shè)計的要求,同時也驗證了Maxwell2D有限元仿真的正確性。本文在工程實踐和理論上有較高的參考價值。
【關(guān)鍵詞】：電梯 曳引機 外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機 槽極配合 電磁噪音 徑向力波 齒槽轉(zhuǎn)矩 ANSYS/Maxwell2D
【學位授予單位】：廣東工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM341
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 第一章 緒論11-18
• 1.1 課題背景及研究意義11-12
• 1.2 永磁電機的發(fā)展歷史12-13
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容及論文結(jié)構(gòu)16-18
• 第二章 永磁同步電動機基本原理及數(shù)學模型18-26
• 2.1 永磁同步電動機的工作原理18-20
• 2.1.1 永磁同步電動機起動方法18-19
• 2.1.2 永磁同步電動機調(diào)速原理19-20
• 2.2 永磁同步電動機的特點20-21
• 2.3 永磁同步電動機結(jié)構(gòu)分類21-23
• 2.4 永磁同步電動機的數(shù)學模型23-25
• 2.5 小結(jié)25-26
• 第三章 分析不同槽極配合對永磁同步電動機性能的影響26-46
• 3.1 永磁同步電動機電磁振動和噪音的分析26-28
• 3.1.1 永磁同步電動機電磁振動和噪音的產(chǎn)生26-27
• 3.1.2 分析永磁同步電動機的徑向力波27-28
• 3.2 永磁同步電動機不同槽極配合的選用28-30
• 3.2.1 分數(shù)槽集中繞組結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢28-29
• 3.2.2 分數(shù)槽集中繞組電機槽極數(shù)組合的約束條件29-30
• 3.3 有限元分析軟件的介紹及模型的建立30-33
• 3.3.1 有限元分析軟件的介紹30-32
• 3.3.2 曳引機用外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機主要參數(shù)及有限元模型建立32-33
• 3.4 不同槽極配合曳引機用外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機的諧波分析33-45
• 3.4.1 曳引機用外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機定子(繞組)磁場分析33-39
• 3.4.2 曳引機用外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機轉(zhuǎn)子(永磁)磁場分析39-43
• 3.4.3 不同極槽配合的曳引機用外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機徑向力波分析43-45
• 3.5 小結(jié)45-46
• 第四章 永磁同步電動機齒槽轉(zhuǎn)矩的優(yōu)化分析46-59
• 4.1 永磁同步電動機齒槽轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生原理及優(yōu)化方法46-50
• 4.1.1 永磁同步電動機齒槽轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生原理46-49
• 4.1.2 削弱永磁同步電動機齒槽轉(zhuǎn)矩的方法49-50
• 4.2 優(yōu)化磁鋼的極弧系數(shù)削弱永磁同步電動機的齒槽轉(zhuǎn)矩50-53
• 4.2.1 優(yōu)化磁鋼極弧系數(shù)的原理分析50-52
• 4.2.2 優(yōu)化磁鋼極弧系數(shù)的有限元分析52-53
• 4.3 采用不等厚永磁體優(yōu)化永磁同步電動機的齒槽轉(zhuǎn)矩53-55
• 4.3.1 不等厚磁極結(jié)構(gòu)及分析53-54
• 4.3.2 不等厚磁極的有限元分析54-55
• 4.4 電動機優(yōu)化前后性能對比分析55-58
• 4.5 小結(jié)58-59
• 第五章 樣機的試制與測試59-63
• 5.1 樣機試制59-60
• 5.2 仿真結(jié)果與樣機測試值對比60-61
• 5.3 樣機振動測試61
• 5.4 樣機噪聲測試61-62
• 5.5 小結(jié)62-63
• 總結(jié)與展望63-65
• 參考文獻65-70
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文70-72
• 致謝72

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