高速電機的高轉速和高功率密度的優(yōu)點使其能夠有效降低材料使用率,節(jié)約成本,同時高速電機能夠直連于負載,省去中間的變速裝置,進而使得工作系統(tǒng)所產生的噪聲和相應的摩擦損耗得到有效的降低,使得工作機構的傳動效率得到提升。由于高速電機的這些優(yōu)勢使得其在多個領域中均具有良好的應用前景,具體包括儲能飛輪機構、循環(huán)制冷應用、高轉速磨床加工、新型紡織等。與此同時,高速電機的這些特點使其相對于傳統(tǒng)電機而言,在研究設計方面存在著一些傳統(tǒng)電機沒有的技術上的難點,因此本文對一臺150k W、20000r/min的高速永磁同步電機進行研究分析,主要對電機的三個技術方面進行研究,分別為電機的電磁設計方面、損耗計算方面、溫度計算方面。主要的研究內容可分為以下三個部分。首先,根據高速電機的特點來完成其定轉子結構的選取與設計同時完成其主要尺寸參數(shù)的計算,通過對電機的定子鐵心結構、繞組分布、鐵心材料、轉子極數(shù)、轉子外徑和長度、永磁材料等各個部分進行分析,并結合有限元分析軟件對高速永磁電機進行電磁設計,進而使電機的各部分參數(shù)尺寸和材料得以確定,之后通過建立二維場的有限元仿真模型對所研究的電機進行特性仿真分析,得到電機相應的特... 

【文章來源】：沈陽工業(yè)大學遼寧省

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

永磁同步電機定子和轉子Fig.1.1Statorandrotorofpermanentmagnetsynchronousmotor

沈陽工業(yè)大學碩士學位論文4圖1.2高速永磁電機樣機與定子圖Fig.1.2Prototypeandstatordiagramofhighspeedpermanentmagnetmotor圖1.3高速電機機殼與護套轉子Fig.1.3Caseandsheathrotorofhighspeedmotor1.2.2電機損耗計算的國內外研究現(xiàn)狀高速電機的損耗研究工作主要是定子損耗和轉子損耗兩個方面的研究。文獻[30]中，H.Cho等人研制了一臺高速永磁電機，該電機工作于電動狀態(tài)時其功率為11kW，轉速為32000r/min。工作于發(fā)電狀態(tài)時其功率為55kW，轉速為64000r/min。令所研制的電機在兩種運行模式下工作進行其轉子損耗測試。實驗測試得到結論：因電機處于發(fā)電狀態(tài)時其高轉速及非正弦電流引起的氣隙磁場畸變較大，所以作為發(fā)電機工作時的電機轉子損耗高于作為電動機工作時的對應損耗。所研制的樣機如圖1.4所示。圖1.4高速永磁電機樣機Fig.1.4Prototypeofhighspeedpermanentmagnetmotor文獻[31]中，定子鐵心應用的是無槽結構，轉子是永磁體外置結構，因在高頻交變磁場中復合粉末材料的各向同性和低損耗的優(yōu)良特性，定子鐵心的材料選取的是上面的復合粉末，而轉子永磁材料則取的是釹鐵硼。文獻[32]設計了一臺應用在汽車的渦輪增壓器方面的高速永磁無刷電機，其具體功率為2.3kW，轉速達150000r/min，同時對

沈陽工業(yè)大學碩士學位論文4圖1.2高速永磁電機樣機與定子圖Fig.1.2Prototypeandstatordiagramofhighspeedpermanentmagnetmotor圖1.3高速電機機殼與護套轉子Fig.1.3Caseandsheathrotorofhighspeedmotor1.2.2電機損耗計算的國內外研究現(xiàn)狀高速電機的損耗研究工作主要是定子損耗和轉子損耗兩個方面的研究。文獻[30]中，H.Cho等人研制了一臺高速永磁電機，該電機工作于電動狀態(tài)時其功率為11kW，轉速為32000r/min。工作于發(fā)電狀態(tài)時其功率為55kW，轉速為64000r/min。令所研制的電機在兩種運行模式下工作進行其轉子損耗測試。實驗測試得到結論：因電機處于發(fā)電狀態(tài)時其高轉速及非正弦電流引起的氣隙磁場畸變較大，所以作為發(fā)電機工作時的電機轉子損耗高于作為電動機工作時的對應損耗。所研制的樣機如圖1.4所示。圖1.4高速永磁電機樣機Fig.1.4Prototypeofhighspeedpermanentmagnetmotor文獻[31]中，定子鐵心應用的是無槽結構，轉子是永磁體外置結構，因在高頻交變磁場中復合粉末材料的各向同性和低損耗的優(yōu)良特性，定子鐵心的材料選取的是上面的復合粉末，而轉子永磁材料則取的是釹鐵硼。文獻[32]設計了一臺應用在汽車的渦輪增壓器方面的高速永磁無刷電機，其具體功率為2.3kW，轉速達150000r/min，同時對

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于多場量的籠型感應電機三維瞬態(tài)磁熱固耦合計算分析[J]. 謝穎,王澤,單雪婷,李洋洋.  中國電機工程學報. 2016(11)
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[3]永磁輪轂電機三維磁熱耦合分析[J]. 王曉遠,高鵬.  微電機. 2015(04)
[4]高功率密度永磁同步電機永磁體渦流損耗分布規(guī)律及其影響[J]. 陳萍,唐任遠,佟文明,賈建國,段慶亮.  電工技術學報. 2015(06)
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[6]高速電主軸機-電-熱-磁耦合模型及其動態(tài)性能分析[J]. 張麗秀,閻銘,吳玉厚.  組合機床與自動化加工技術. 2014(11)
[7]高速永磁電機設計與分析技術綜述[J]. 董劍寧,黃允凱,金龍,林鶴云.  中國電機工程學報. 2014(27)
[8]高能量密度電機水冷系統(tǒng)設計與選用[J]. 錢洪.  電機與控制應用. 2013(01)
[9]混合動力汽車牽引電機永磁體溫度建模[J]. 丁曉峰,劉景林,Chris Mi.  電機與控制學報. 2012(10)
[10]高速永磁發(fā)電機冷卻流道結構雙維度連續(xù)量子蟻群優(yōu)化的溫度場計算[J]. 殷巧玉,李偉力,張曉晨.  中國電機工程學報. 2011(36)

博士論文
[1]兆瓦級高速永磁電機關鍵問題研究[D]. 杜光輝.沈陽工業(yè)大學 2015
[2]高速永磁電機定子損耗和溫升研究[D]. 孔曉光.沈陽工業(yè)大學 2011
[3]高速永磁同步電機的損耗分析與溫度場計算[D]. 江善林.哈爾濱工業(yè)大學 2010

碩士論文
[1]雙定子無刷雙饋風力發(fā)電機冷卻系統(tǒng)設計及溫度場計算[D]. 王一.沈陽工業(yè)大學 2019
[2]永磁同步電機溫度場分析及冷卻系統(tǒng)研究[D]. 魏雪環(huán).湘潭大學 2017
[3]100kW、50000r/min高速永磁同步電機的設計與分析[D]. 郝葉.沈陽工業(yè)大學 2017
[4]橡膠精煉機外轉子永磁直驅電動輥的設計與研究[D]. 孫荻.沈陽工業(yè)大學 2014
[5]兆瓦級高速永磁電機冷卻系統(tǒng)設計與傳熱特性分析[D]. 宋姝臨.沈陽工業(yè)大學 2014
[6]基于場路結合高速永磁電機電磁設計與特性分析方法的研究[D]. 張穎博.沈陽工業(yè)大學 2010
[7]基于FLUENT的靜壓軸承流場及溫度場研究[D]. 張艷芹.哈爾濱理工大學 2007



本文編號：3243174