由于高速電機本身轉(zhuǎn)速高,功率密度大,其體積遠小于功率相同的中低速電機,減少材料消耗,降低成本;由于高速電機可與負載直接相連,省去變速裝置,可減小噪聲,同時提高了傳動系統(tǒng)的效率。由于高速電機的這些優(yōu)點,使其在儲能飛輪、循環(huán)制冷系統(tǒng)、高速磨床、紡織等場合有良好的應(yīng)用前景。同時,高速電機的這些特點使得它與傳統(tǒng)電機相比,在設(shè)計過程中存在一些技術(shù)上的難題,考慮的因素比較多,于是本文以一臺100kW、50000r/min的高速永磁同步電機為研究對象,在電磁設(shè)計、轉(zhuǎn)子強度、損耗計算與溫度場計算方面對該電機進行全面分析。主要研究內(nèi)容如下:首先,根據(jù)高速電機的特點進行高速永磁電機定、轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)設(shè)計,其中包括對轉(zhuǎn)子外徑和長度的選擇、永磁材料的選擇、電機極數(shù)的選取、定子鐵心材料的選擇、定子鐵心結(jié)構(gòu)的確定以及定子繞組的設(shè)計進行分析研究,通過有限元軟件對100kW、50000r/min的高速永磁同步電機進行電磁設(shè)計,確定該電機各部分的尺寸和材料,并對該電機的空載特性以及負載特性進行有限元分析,驗證電機設(shè)計的合理性。其次,對轉(zhuǎn)子強度進行理論分析,利用ANSYS Workbench軟件建立電機轉(zhuǎn)子強度分析的轉(zhuǎn)子有限... 

【文章來源】：沈陽工業(yè)大學遼寧省

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題的背景及意義
    1.2 高速電機國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 課題主要研究內(nèi)容
第2章 高速永磁同步電機的電磁設(shè)計
    2.1 高速永磁同步電機的轉(zhuǎn)子設(shè)計
        2.1.1 轉(zhuǎn)子外徑和長度的選擇
        2.1.2 永磁體材料的選擇
        2.1.3 極數(shù)的選擇
    2.2 高速永磁同步電機的定子設(shè)計
        2.2.1 定子鐵心材料的選擇
        2.2.2 定子鐵心結(jié)構(gòu)的設(shè)計
        2.2.3 定子繞組的設(shè)計
    2.3 高速永磁同步電機主要參數(shù)的確定
    2.4 基于有限元的電磁特性仿真
        2.4.1 空載特性仿真
        2.4.2 負載特性仿真
    2.5 本章小結(jié)
第3章 高速永磁同步電機的轉(zhuǎn)子強度分析
    3.1 轉(zhuǎn)子強度的理論分析
        3.1.1 過盈量的確定
        3.1.2 保護套與永磁體之間的壓應(yīng)力分析
        3.1.3 永磁體強度解析分析
        3.1.4 保護套強度解析分析
    3.2 轉(zhuǎn)子強度的有限元分析
    3.3 不同永磁體結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子強度分析
    3.4 不同磁極間填充材料的轉(zhuǎn)子強度分析
    3.5 溫度對轉(zhuǎn)子應(yīng)力的影響
    3.6 轉(zhuǎn)速對轉(zhuǎn)子應(yīng)力的影響
    3.7 過盈量對轉(zhuǎn)子應(yīng)力的影響
    3.8 保護套厚度對轉(zhuǎn)子應(yīng)力的影響
    3.9 永磁體極弧系數(shù)對轉(zhuǎn)子應(yīng)力的影響
    3.10 本章小結(jié)
第4章 高速永磁同步電機的損耗計算
    4.1 定子鐵耗的計算
        4.1.1 定子鐵心的磁化特點
        4.1.2 鐵耗計算模型
        4.1.3 損耗系數(shù)的確定
        4.1.4 解析法與有限單元法的對比
    4.2 定子繞組銅耗的計算
    4.3 轉(zhuǎn)子表面風摩損耗的計算
        4.3.1 基于解析法的轉(zhuǎn)子表面風摩損耗計算
        4.3.2 基于有限元方法的轉(zhuǎn)子表面風摩損耗計算
        4.3.3 不同因素對轉(zhuǎn)子表面風摩損耗的影響
    4.4 永磁體渦流損耗的計算
    4.5 本章小結(jié)
第5章 高速永磁同步電機的溫度場計算
    5.1 電機傳熱的基本知識
    5.2 電機溫度場仿真的流程示意圖
    5.3 模型的建立與邊界條件的加載
    5.4 定子槽內(nèi)絕緣的等效
    5.5 機殼表面的散熱系數(shù)和繞組端部的對流傳熱系數(shù)
    5.6 機殼水路冷卻的對流傳熱系數(shù)
    5.7 溫度場分析
    5.8 溫度影響因素分析
        5.8.1 風道風速對溫度分布的影響
        5.8.2 水道水速對溫度分布的影響
    5.9 本章小結(jié)
第6章 全文總結(jié)
參考文獻
在學研究成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3041785