高速電機(jī)的高轉(zhuǎn)速和高功率密度的優(yōu)點(diǎn)使其能夠有效降低材料使用率,節(jié)約成本,同時(shí)高速電機(jī)能夠直連于負(fù)載,省去中間的變速裝置,進(jìn)而使得工作系統(tǒng)所產(chǎn)生的噪聲和相應(yīng)的摩擦損耗得到有效的降低,使得工作機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率得到提升。由于高速電機(jī)的這些優(yōu)勢(shì)使得其在多個(gè)領(lǐng)域中均具有良好的應(yīng)用前景,具體包括儲(chǔ)能飛輪機(jī)構(gòu)、循環(huán)制冷應(yīng)用、高轉(zhuǎn)速磨床加工、新型紡織等。與此同時(shí),高速電機(jī)的這些特點(diǎn)使其相對(duì)于傳統(tǒng)電機(jī)而言,在研究設(shè)計(jì)方面存在著一些傳統(tǒng)電機(jī)沒有的技術(shù)上的難點(diǎn),因此本文對(duì)一臺(tái)150k W、20000r/min的高速永磁同步電機(jī)進(jìn)行研究分析,主要對(duì)電機(jī)的三個(gè)技術(shù)方面進(jìn)行研究,分別為電機(jī)的電磁設(shè)計(jì)方面、損耗計(jì)算方面、溫度計(jì)算方面。主要的研究內(nèi)容可分為以下三個(gè)部分。首先,根據(jù)高速電機(jī)的特點(diǎn)來完成其定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的選取與設(shè)計(jì)同時(shí)完成其主要尺寸參數(shù)的計(jì)算,通過對(duì)電機(jī)的定子鐵心結(jié)構(gòu)、繞組分布、鐵心材料、轉(zhuǎn)子極數(shù)、轉(zhuǎn)子外徑和長度、永磁材料等各個(gè)部分進(jìn)行分析,并結(jié)合有限元分析軟件對(duì)高速永磁電機(jī)進(jìn)行電磁設(shè)計(jì),進(jìn)而使電機(jī)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(duì)所研究的電機(jī)進(jìn)行特性仿真分析,得到電機(jī)相應(yīng)的特... 

【文章來源】：沈陽工業(yè)大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

永磁同步電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子Fig.1.1Statorandrotorofpermanentmagnetsynchronousmotor

沈陽工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文4圖1.2高速永磁電機(jī)樣機(jī)與定子圖Fig.1.2Prototypeandstatordiagramofhighspeedpermanentmagnetmotor圖1.3高速電機(jī)機(jī)殼與護(hù)套轉(zhuǎn)子Fig.1.3Caseandsheathrotorofhighspeedmotor1.2.2電機(jī)損耗計(jì)算的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀高速電機(jī)的損耗研究工作主要是定子損耗和轉(zhuǎn)子損耗兩個(gè)方面的研究。文獻(xiàn)[30]中，H.Cho等人研制了一臺(tái)高速永磁電機(jī)，該電機(jī)工作于電動(dòng)狀態(tài)時(shí)其功率為11kW，轉(zhuǎn)速為32000r/min。工作于發(fā)電狀態(tài)時(shí)其功率為55kW，轉(zhuǎn)速為64000r/min。令所研制的電機(jī)在兩種運(yùn)行模式下工作進(jìn)行其轉(zhuǎn)子損耗測(cè)試。實(shí)驗(yàn)測(cè)試得到結(jié)論：因電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)時(shí)其高轉(zhuǎn)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(jī)工作時(shí)的電機(jī)轉(zhuǎn)子損耗高于作為電動(dòng)機(jī)工作時(shí)的對(duì)應(yīng)損耗。所研制的樣機(jī)如圖1.4所示。圖1.4高速永磁電機(jī)樣機(jī)Fig.1.4Prototypeofhighspeedpermanentmagnetmotor文獻(xiàn)[31]中，定子鐵心應(yīng)用的是無槽結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子是永磁體外置結(jié)構(gòu)，因在高頻交變磁場中復(fù)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(fù)合粉末，而轉(zhuǎn)子永磁材料則取的是釹鐵硼。文獻(xiàn)[32]設(shè)計(jì)了一臺(tái)應(yīng)用在汽車的渦輪增壓器方面的高速永磁無刷電機(jī)，其具體功率為2.3kW，轉(zhuǎn)速達(dá)150000r/min，同時(shí)對(duì)

沈陽工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文4圖1.2高速永磁電機(jī)樣機(jī)與定子圖Fig.1.2Prototypeandstatordiagramofhighspeedpermanentmagnetmotor圖1.3高速電機(jī)機(jī)殼與護(hù)套轉(zhuǎn)子Fig.1.3Caseandsheathrotorofhighspeedmotor1.2.2電機(jī)損耗計(jì)算的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀高速電機(jī)的損耗研究工作主要是定子損耗和轉(zhuǎn)子損耗兩個(gè)方面的研究。文獻(xiàn)[30]中，H.Cho等人研制了一臺(tái)高速永磁電機(jī)，該電機(jī)工作于電動(dòng)狀態(tài)時(shí)其功率為11kW，轉(zhuǎn)速為32000r/min。工作于發(fā)電狀態(tài)時(shí)其功率為55kW，轉(zhuǎn)速為64000r/min。令所研制的電機(jī)在兩種運(yùn)行模式下工作進(jìn)行其轉(zhuǎn)子損耗測(cè)試。實(shí)驗(yàn)測(cè)試得到結(jié)論：因電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)時(shí)其高轉(zhuǎn)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(jī)工作時(shí)的電機(jī)轉(zhuǎn)子損耗高于作為電動(dòng)機(jī)工作時(shí)的對(duì)應(yīng)損耗。所研制的樣機(jī)如圖1.4所示。圖1.4高速永磁電機(jī)樣機(jī)Fig.1.4Prototypeofhighspeedpermanentmagnetmotor文獻(xiàn)[31]中，定子鐵心應(yīng)用的是無槽結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子是永磁體外置結(jié)構(gòu)，因在高頻交變磁場中復(fù)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(fù)合粉末，而轉(zhuǎn)子永磁材料則取的是釹鐵硼。文獻(xiàn)[32]設(shè)計(jì)了一臺(tái)應(yīng)用在汽車的渦輪增壓器方面的高速永磁無刷電機(jī)，其具體功率為2.3kW，轉(zhuǎn)速達(dá)150000r/min，同時(shí)對(duì)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于多場量的籠型感應(yīng)電機(jī)三維瞬態(tài)磁熱固耦合計(jì)算分析[J]. 謝穎,王澤,單雪婷,李洋洋.  中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2016(11)
[2]高速電機(jī)發(fā)展與設(shè)計(jì)綜述[J]. 張鳳閣,杜光輝,王天煜,劉光偉.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2016(07)
[3]永磁輪轂電機(jī)三維磁熱耦合分析[J]. 王曉遠(yuǎn),高鵬.  微電機(jī). 2015(04)
[4]高功率密度永磁同步電機(jī)永磁體渦流損耗分布規(guī)律及其影響[J]. 陳萍,唐任遠(yuǎn),佟文明,賈建國,段慶亮.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2015(06)
[5]異步電機(jī)三維電磁場及溫度場耦合仿真分析[J]. 陳華毅,楊明發(fā).  電機(jī)與控制應(yīng)用. 2015(01)
[6]高速電主軸機(jī)-電-熱-磁耦合模型及其動(dòng)態(tài)性能分析[J]. 張麗秀,閻銘,吳玉厚.  組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù). 2014(11)
[7]高速永磁電機(jī)設(shè)計(jì)與分析技術(shù)綜述[J]. 董劍寧,黃允凱,金龍,林鶴云.  中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2014(27)
[8]高能量密度電機(jī)水冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)與選用[J]. 錢洪.  電機(jī)與控制應(yīng)用. 2013(01)
[9]混合動(dòng)力汽車牽引電機(jī)永磁體溫度建模[J]. 丁曉峰,劉景林,Chris Mi.  電機(jī)與控制學(xué)報(bào). 2012(10)
[10]高速永磁發(fā)電機(jī)冷卻流道結(jié)構(gòu)雙維度連續(xù)量子蟻群優(yōu)化的溫度場計(jì)算[J]. 殷巧玉,李偉力,張曉晨.  中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2011(36)

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

碩士論文
[1]雙定子無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)及溫度場計(jì)算[D]. 王一.沈陽工業(yè)大學(xué) 2019
[2]永磁同步電機(jī)溫度場分析及冷卻系統(tǒng)研究[D]. 魏雪環(huán).湘潭大學(xué) 2017
[3]100kW、50000r/min高速永磁同步電機(jī)的設(shè)計(jì)與分析[D]. 郝葉.沈陽工業(yè)大學(xué) 2017
[4]橡膠精煉機(jī)外轉(zhuǎn)子永磁直驅(qū)電動(dòng)輥的設(shè)計(jì)與研究[D]. 孫荻.沈陽工業(yè)大學(xué) 2014
[5]兆瓦級(jí)高速永磁電機(jī)冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)與傳熱特性分析[D]. 宋姝臨.沈陽工業(yè)大學(xué) 2014
[6]基于場路結(jié)合高速永磁電機(jī)電磁設(shè)計(jì)與特性分析方法的研究[D]. 張穎博.沈陽工業(yè)大學(xué) 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(xué) 2007



本文編號(hào)：3243174