云臺集可見、近紅外、長波紅外探測于一體,可用于邊海防監(jiān)控、港口監(jiān)控,城市高空瞭望等場合。在轉(zhuǎn)動過程中觀測物體時,云臺需克服抖動,這需要控制電機在運行過程中轉(zhuǎn)矩平穩(wěn),沒有轉(zhuǎn)矩脈動。而且云臺要求實現(xiàn)在超低速到高速全速度范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)速控制。傳統(tǒng)的云臺多采用步進電機,步進電機在超低速運行狀態(tài)下具有良好控制效果,但在中高速控制精度低,容易出現(xiàn)丟步的問題。近年來研究一種云臺用電機來滿足云臺運行轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)和全速度范圍控制的要求越來越成為研究的熱點。本文以云臺用電機為應(yīng)用背景,采用了一種無槽永磁同步電機方案,對該電機的本體結(jié)構(gòu)設(shè)計、電機參數(shù)解析計算和參數(shù)優(yōu)化、全速度范圍控制等方面開展了相應(yīng)的研究工作。首先,本文對永磁同步電機轉(zhuǎn)矩脈動產(chǎn)生的原因進行了深入的分析,為了徹底消除永磁電機運行中的齒槽轉(zhuǎn)矩,本文將無槽永磁電機和環(huán)形繞組相結(jié)合,推導(dǎo)出了一種采用雙層短距繞組的新型無槽電機結(jié)構(gòu)。采用有限元仿真對電機結(jié)構(gòu)模型的氣隙磁場和轉(zhuǎn)矩脈動進行了仿真,經(jīng)過仿真驗證,本文設(shè)計的無齒槽永磁電機結(jié)構(gòu)可以有效減少電機氣隙磁場諧波并使轉(zhuǎn)矩脈動大大降低,可以有效地解決云臺在運行過程中的抖動問題。其次,本文使用能量法對設(shè)計的無齒槽電... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１無齒槽電機結(jié)構(gòu)模型??

?山東大學(xué)碩士學(xué)位論文???Ｉ?Ｍ??ｔＵｔｋ??圖２．２有齒槽電機結(jié)構(gòu)??在空載條件下，用有限元仿真軟件計算兩個模型的齒槽轉(zhuǎn)矩，結(jié)果圖２．３??如下：??｜＋有齒榷電機齒槽轉(zhuǎn)矩??１００－?Ｉ——無齒楮％機齒槽轉(zhuǎn)矩??ｗｌｍｌ??－１００－??？?？?Ｉ?＇?Ｉ?＊?Ｉ?？?Ｉ??０?５?１０?１５?２０??時間（ｍｓ）??圖２．?３有齒槽電機與無齒槽電機齒槽轉(zhuǎn)矩??從仿真結(jié)果可以看出，有齒槽電機齒槽轉(zhuǎn)矩很大，而無齒槽電機的齒槽轉(zhuǎn)矩??幾乎為零。無齒槽定子結(jié)構(gòu)的永磁同步電機可以大大降低電機的齒槽轉(zhuǎn)矩。??此外，采用無齒槽結(jié)構(gòu)，電機的等效氣隙會增大。但電機內(nèi)氣隙磁導(dǎo)為常數(shù)，??故定子諧波磁動勢會大大降低，所以無齒槽結(jié)構(gòu)也會削弱電機的電磁轉(zhuǎn)矩脈動。??２．２．２無齒槽環(huán)形雙層短距繞組??無齒槽電機普遍采用單層繞組結(jié)構(gòu)如圖２．４所示，在４極無齒槽電機中，??將繞組分布空間均勻分成１２份可看作是無齒槽電機繞組的單層整距分布，如下??圖所示：??９??

?山東大學(xué)碩士學(xué)位論文???Ｉ?Ｍ??ｔＵｔｋ??圖２．２有齒槽電機結(jié)構(gòu)??在空載條件下，用有限元仿真軟件計算兩個模型的齒槽轉(zhuǎn)矩，結(jié)果圖２．３??如下：??｜＋有齒榷電機齒槽轉(zhuǎn)矩??１００－?Ｉ——無齒楮％機齒槽轉(zhuǎn)矩??ｗｌｍｌ??－１００－??？?？?Ｉ?＇?Ｉ?＊?Ｉ?？?Ｉ??０?５?１０?１５?２０??時間（ｍｓ）??圖２．?３有齒槽電機與無齒槽電機齒槽轉(zhuǎn)矩??從仿真結(jié)果可以看出，有齒槽電機齒槽轉(zhuǎn)矩很大，而無齒槽電機的齒槽轉(zhuǎn)矩??幾乎為零。無齒槽定子結(jié)構(gòu)的永磁同步電機可以大大降低電機的齒槽轉(zhuǎn)矩。??此外，采用無齒槽結(jié)構(gòu)，電機的等效氣隙會增大。但電機內(nèi)氣隙磁導(dǎo)為常數(shù)，??故定子諧波磁動勢會大大降低，所以無齒槽結(jié)構(gòu)也會削弱電機的電磁轉(zhuǎn)矩脈動。??２．２．２無齒槽環(huán)形雙層短距繞組??無齒槽電機普遍采用單層繞組結(jié)構(gòu)如圖２．４所示，在４極無齒槽電機中，??將繞組分布空間均勻分成１２份可看作是無齒槽電機繞組的單層整距分布，如下??圖所示：??９??

【參考文獻】：
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本文編號：2967403