隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)與工業(yè)高速發(fā)展,當(dāng)代的生態(tài)環(huán)境遇到了越來越多的問題,我們面臨著自然資源一直在被消耗和衰竭的危機(jī),能源節(jié)約刻不容緩,而節(jié)能降耗是目前解決能源問題的最直接有效的重要措施。對于我國電機(jī)行業(yè)來說,發(fā)展高效電機(jī)可達(dá)到節(jié)能的目的。目前在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的風(fēng)機(jī)、水泵類等機(jī)械需要連續(xù)以恒定速度生產(chǎn)運(yùn)行,常采用幾百千瓦和兆瓦級感應(yīng)電動機(jī)來驅(qū)動,但是感應(yīng)電機(jī)具有效率和功率因數(shù)普遍較低,經(jīng)濟(jì)運(yùn)行范圍窄的劣勢,在實(shí)際應(yīng)用中會造成電能的大量浪費(fèi)。作為結(jié)合了永磁電機(jī)與感應(yīng)電機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的自起動永磁同步電機(jī),不需要變頻調(diào)節(jié)系統(tǒng),具有功率因數(shù)高、效率高、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行范圍寬等優(yōu)勢,發(fā)展前景良好,但同時(shí)高壓自起動永磁同步電機(jī)也具有起動電流更高、齒槽轉(zhuǎn)矩大等問題。本文根據(jù)電機(jī)的額定參數(shù)與性能要求,設(shè)計(jì)了一臺6kV、1120kW的自起動永磁同步電機(jī),主要工作內(nèi)容如下:首先,查閱課題的相關(guān)國內(nèi)外文獻(xiàn),對本文課題的背景、意義和研究現(xiàn)狀進(jìn)行闡述,然后基于電機(jī)的額定參數(shù)與性能要求,完成自起動永磁電機(jī)的設(shè)計(jì),主要包括:電機(jī)主要尺寸的確定、定轉(zhuǎn)子沖片的設(shè)計(jì)、定子繞組的選擇、永磁體尺寸及放置形式的確定。其次,針對永磁同步電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩過大... 

【文章來源】：沈陽工業(yè)大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

V型內(nèi)置式永磁電機(jī)和改進(jìn)后的電機(jī)模型

沈陽工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文4籠條的插入式順向磁極布置，與先前使用的其他轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)相比，提高了起動性能。提出的第二種轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)使用了周向和徑向磁化磁體（混合轉(zhuǎn)子）與感應(yīng)磁極的組合如圖1.2，從而改善了電機(jī)的同步性能。圖1.2混合轉(zhuǎn)子Fig.1.2Hybridrotor文獻(xiàn)[19]中提出在電機(jī)轉(zhuǎn)子外部增加磁滯環(huán)結(jié)構(gòu)，由此產(chǎn)生一個(gè)磁滯轉(zhuǎn)矩使電機(jī)起動并運(yùn)行，稱這種結(jié)構(gòu)的電機(jī)為磁滯式自起動永磁同步電機(jī)，如圖1.3。結(jié)合有限元仿真后，其結(jié)果表明：磁滯環(huán)結(jié)構(gòu)下的電機(jī)同普通自起動永磁電機(jī)相比，雖然起動時(shí)間要長一些，但穩(wěn)態(tài)運(yùn)行性能和起動特性均為良好。圖1.3磁滯式異步起動永磁同步電機(jī)Fig.1.3Hysteresisasynchronousstartpermanentmagnetsynchronousmotor文獻(xiàn)[20]為電機(jī)的起動和牽入同步過程的轉(zhuǎn)矩提供了轉(zhuǎn)矩解析式，由解析式給出電機(jī)能正常起動達(dá)到穩(wěn)態(tài)同步的基本要求，同時(shí)計(jì)算了電機(jī)在正常運(yùn)行時(shí)需要的最小動能，通過分析表明電機(jī)在牽入同步過程中，只有當(dāng)平均轉(zhuǎn)矩提供的能量大于最小動能時(shí)才能穩(wěn)定達(dá)到同步狀態(tài)。文獻(xiàn)[21]中將籠型轉(zhuǎn)子的槽形不對稱分布，如圖1.4，并利用有限元對比了5種按類似方式分布的槽形不對稱結(jié)構(gòu)，結(jié)果表明非對稱轉(zhuǎn)子槽形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可改善電機(jī)性能，反電動勢波形的正弦畸變率有所降低，進(jìn)而可減少諧波損耗，提高電機(jī)的運(yùn)行效率。

沈陽工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文4籠條的插入式順向磁極布置，與先前使用的其他轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)相比，提高了起動性能。提出的第二種轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)使用了周向和徑向磁化磁體（混合轉(zhuǎn)子）與感應(yīng)磁極的組合如圖1.2，從而改善了電機(jī)的同步性能。圖1.2混合轉(zhuǎn)子Fig.1.2Hybridrotor文獻(xiàn)[19]中提出在電機(jī)轉(zhuǎn)子外部增加磁滯環(huán)結(jié)構(gòu)，由此產(chǎn)生一個(gè)磁滯轉(zhuǎn)矩使電機(jī)起動并運(yùn)行，稱這種結(jié)構(gòu)的電機(jī)為磁滯式自起動永磁同步電機(jī)，如圖1.3。結(jié)合有限元仿真后，其結(jié)果表明：磁滯環(huán)結(jié)構(gòu)下的電機(jī)同普通自起動永磁電機(jī)相比，雖然起動時(shí)間要長一些，但穩(wěn)態(tài)運(yùn)行性能和起動特性均為良好。圖1.3磁滯式異步起動永磁同步電機(jī)Fig.1.3Hysteresisasynchronousstartpermanentmagnetsynchronousmotor文獻(xiàn)[20]為電機(jī)的起動和牽入同步過程的轉(zhuǎn)矩提供了轉(zhuǎn)矩解析式，由解析式給出電機(jī)能正常起動達(dá)到穩(wěn)態(tài)同步的基本要求，同時(shí)計(jì)算了電機(jī)在正常運(yùn)行時(shí)需要的最小動能，通過分析表明電機(jī)在牽入同步過程中，只有當(dāng)平均轉(zhuǎn)矩提供的能量大于最小動能時(shí)才能穩(wěn)定達(dá)到同步狀態(tài)。文獻(xiàn)[21]中將籠型轉(zhuǎn)子的槽形不對稱分布，如圖1.4，并利用有限元對比了5種按類似方式分布的槽形不對稱結(jié)構(gòu)，結(jié)果表明非對稱轉(zhuǎn)子槽形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可改善電機(jī)性能，反電動勢波形的正弦畸變率有所降低，進(jìn)而可減少諧波損耗，提高電機(jī)的運(yùn)行效率。


本文編號：3244009