非晶合金軸向磁通電機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊、高功率密度及高效率等優(yōu)點(diǎn),并且隨著全球氣候變暖和能源危機(jī)等問(wèn)題日益嚴(yán)重,使得近幾年對(duì)非晶合金軸向磁通電機(jī)的研究越來(lái)越多。而且由于非晶合金高頻低鐵耗特性近年來(lái)得到了諸多關(guān)注和應(yīng)用,在取代硅鋼片做定子鐵心應(yīng)用于軸向磁通電機(jī)中取得良好效果。但是因?yàn)榉蔷Ш辖鹩捕雀�、既薄且脆、不易于切割加�?且二次加工對(duì)其電磁性能的影響較大,因此在應(yīng)用于電機(jī)制造過(guò)程中需特殊考慮其制造工藝性。首先,針對(duì)非晶合金材料對(duì)機(jī)械應(yīng)力的敏感性,本文對(duì)基于非晶合金材料的軸向磁通混合勵(lì)磁電機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)分析,對(duì)比分析了Kaman和Torus兩種不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的混合勵(lì)磁軸向磁通電機(jī)結(jié)構(gòu),主要考慮了磁路結(jié)構(gòu)、定子固定結(jié)構(gòu)、冷卻系統(tǒng)及轉(zhuǎn)子磁極結(jié)構(gòu),并主要對(duì)定子鐵心、定子固定結(jié)構(gòu)件和轉(zhuǎn)子的機(jī)械強(qiáng)度進(jìn)行了分析計(jì)算,驗(yàn)證了本文所設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的可靠性。其次,利用有限元法對(duì)本課題電機(jī)的轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)及模態(tài)振型進(jìn)行了分析,分別對(duì)轉(zhuǎn)軸的撓度、轉(zhuǎn)子的模態(tài)振型進(jìn)行了計(jì)算分析,然后利用轉(zhuǎn)子坎貝爾圖分析得到了轉(zhuǎn)子的各階臨界轉(zhuǎn)速并驗(yàn)證了電機(jī)轉(zhuǎn)子在運(yùn)行過(guò)程中的安全可靠性。再次,本文先通過(guò)對(duì)一臺(tái)已有樣機(jī)試驗(yàn)驗(yàn)證了溫度場(chǎng)分析方法的正確... 

【文章來(lái)源】：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)遼寧省

【文章頁(yè)數(shù)】：65 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

LE公司的軸向磁通電機(jī)定子鐵心加工流程圖

沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文2美國(guó)萊特公司(LE)在基于非晶合金材料的軸向磁通電機(jī)領(lǐng)域的研究屬世界一流水平，也是首個(gè)將此類電機(jī)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化的公司。LE公司從1996年就著手研究利用非晶合金材料制造電機(jī)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的經(jīng)驗(yàn)積累，在2003年提出了一種加工非晶帶材制作軸向磁通電機(jī)定子鐵心的方法流程[1]，該流程首先卷繞非晶帶材為一定尺寸的環(huán)形樣，通過(guò)先退火、然后浸漆最后固化再通過(guò)銑削得到所需的定子鐵心，加工過(guò)程如圖1.1所示。圖1.2為該公司生產(chǎn)的典型非晶合金軸向磁通電機(jī)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。圖1.1LE公司的軸向磁通電機(jī)定子鐵心加工流程圖Fig.1.1FlowchartofstatorcoreprocessingofaxialfluxmotorofLEcompany圖1.2LE公司非晶合金軸向磁通永磁電機(jī)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)Fig.1.2AmorphousalloyaxialfluxpermanentmagnetmotortopologystructureofLEcompany考慮非晶合金材料磁性能和機(jī)械性能對(duì)加工的要求，各國(guó)學(xué)者還研發(fā)出了多種加工非晶合金軸向磁通電機(jī)定子鐵心的方法：文獻(xiàn)[2]中利用非定形的金屬帶或金屬片單個(gè)構(gòu)成的零件，經(jīng)過(guò)疊壓工藝得到需要的電機(jī)定子鐵心形狀（圖1.3），避免了對(duì)非晶合金等該類極薄且脆材料的切割沖壓工序。圖1.3卷繞磁心件及其組合成型鐵心Fig.1.3Partsandtheassemblingofcorerolledwithtape文獻(xiàn)[3]~[4]提出通過(guò)粘合劑將材料固化為適合銑削的塊狀金屬，使其可以經(jīng)得住銑削設(shè)備的機(jī)械加工應(yīng)力，但該類加工方法需要顧及電機(jī)運(yùn)行時(shí)粘合劑的物理特性受溫度的影響程度。文獻(xiàn)[5]~[6]提出一種通過(guò)背軛、多個(gè)定子齒部及堆疊式相繞組形成的定子結(jié)構(gòu)組件，該結(jié)構(gòu)應(yīng)用于軸向磁通電機(jī)時(shí)，可以將冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)在定子槽內(nèi)，有利于增加電機(jī)的散熱效率，但其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。

沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文2美國(guó)萊特公司(LE)在基于非晶合金材料的軸向磁通電機(jī)領(lǐng)域的研究屬世界一流水平，也是首個(gè)將此類電機(jī)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化的公司。LE公司從1996年就著手研究利用非晶合金材料制造電機(jī)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的經(jīng)驗(yàn)積累，在2003年提出了一種加工非晶帶材制作軸向磁通電機(jī)定子鐵心的方法流程[1]，該流程首先卷繞非晶帶材為一定尺寸的環(huán)形樣，通過(guò)先退火、然后浸漆最后固化再通過(guò)銑削得到所需的定子鐵心，加工過(guò)程如圖1.1所示。圖1.2為該公司生產(chǎn)的典型非晶合金軸向磁通電機(jī)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。圖1.1LE公司的軸向磁通電機(jī)定子鐵心加工流程圖Fig.1.1FlowchartofstatorcoreprocessingofaxialfluxmotorofLEcompany圖1.2LE公司非晶合金軸向磁通永磁電機(jī)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)Fig.1.2AmorphousalloyaxialfluxpermanentmagnetmotortopologystructureofLEcompany考慮非晶合金材料磁性能和機(jī)械性能對(duì)加工的要求，各國(guó)學(xué)者還研發(fā)出了多種加工非晶合金軸向磁通電機(jī)定子鐵心的方法：文獻(xiàn)[2]中利用非定形的金屬帶或金屬片單個(gè)構(gòu)成的零件，經(jīng)過(guò)疊壓工藝得到需要的電機(jī)定子鐵心形狀（圖1.3），避免了對(duì)非晶合金等該類極薄且脆材料的切割沖壓工序。圖1.3卷繞磁心件及其組合成型鐵心Fig.1.3Partsandtheassemblingofcorerolledwithtape文獻(xiàn)[3]~[4]提出通過(guò)粘合劑將材料固化為適合銑削的塊狀金屬，使其可以經(jīng)得住銑削設(shè)備的機(jī)械加工應(yīng)力，但該類加工方法需要顧及電機(jī)運(yùn)行時(shí)粘合劑的物理特性受溫度的影響程度。文獻(xiàn)[5]~[6]提出一種通過(guò)背軛、多個(gè)定子齒部及堆疊式相繞組形成的定子結(jié)構(gòu)組件，該結(jié)構(gòu)應(yīng)用于軸向磁通電機(jī)時(shí)，可以將冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)在定子槽內(nèi)，有利于增加電機(jī)的散熱效率，但其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]混合動(dòng)力汽車電機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)分析[J]. 彭卓凱,熊飛,李罡,祁宏鐘,魏丹.  微特電機(jī). 2019(03)
[2]盤式交流永磁同步電機(jī)溫升影響因素研究[J]. 陳起旭,梁得亮,徐俊,曹秉剛.  電機(jī)與控制學(xué)報(bào). 2018(03)
[3]高頻非晶合金軸向磁通永磁電機(jī)不同冷卻方案溫度場(chǎng)分析[J]. 孫明燦,唐任遠(yuǎn),韓雪巖,佟文明.  電機(jī)與控制學(xué)報(bào). 2018(02)
[4]永磁電機(jī)溫度場(chǎng)的改進(jìn)有限公式迭代算法[J]. 朱高嘉,朱英浩,朱建國(guó),佟文明,韓雪巖.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2017(16)
[5]基于計(jì)算流體力學(xué)的非晶合金軸向磁通永磁電機(jī)冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 韓雪巖,張華偉,徐昕,蘭玉華.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2017(20)
[6]高頻非晶合金軸向磁通永磁電機(jī)溫度場(chǎng)計(jì)算[J]. 孫明燦,唐任遠(yuǎn),韓雪巖,佟文明.  電工電能新技術(shù). 2017(06)
[7]磁極分段式高速軸向磁通永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子強(qiáng)度研究[J]. 佟文明,次元平.  電機(jī)與控制學(xué)報(bào). 2016(06)
[8]基于PCB繞組的盤式永磁同步電機(jī)溫度場(chǎng)分析與冷卻方式研究[J]. 王曉遠(yuǎn),周晨.  中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2016(11)
[9]傳遞矩陣法與有限元法計(jì)算電機(jī)轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速的對(duì)比分析[J]. 朱常興,王殿友,朱常權(quán),王曉文.  電機(jī)與控制應(yīng)用. 2015(01)
[10]50kW永磁同步電機(jī)內(nèi)流體流動(dòng)特性數(shù)值研究[J]. 丁樹(shù)業(yè),王海濤,郭保成,鄧艷秋.  電機(jī)與控制學(xué)報(bào). 2014(09)

碩士論文
[1]渦旋壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)特性研究[D]. 蘇亞鋒.貴州大學(xué) 2019
[2]非晶合金在永磁電機(jī)中應(yīng)用的研究[D]. 楊文龍.沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué) 2014
[3]高速電機(jī)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性分析[D]. 徐愛(ài)杰.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[4]輪轂盤式永磁同步電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)與分析[D]. 陳靜.天津大學(xué) 2010
[5]汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子有限元建模及動(dòng)力學(xué)分析[D]. 周亞武.華中科技大學(xué) 2009



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