發(fā)布時(shí)間：2023-10-26 19:25

　　較異步電機(jī)加減速器的傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),永磁直驅(qū)系統(tǒng)具有傳動(dòng)鏈短、傳動(dòng)效率高、運(yùn)行穩(wěn)定性高等優(yōu)勢(shì),更加符合煤礦行業(yè)安全、高效的發(fā)展要求。而直驅(qū)永磁電機(jī)的體積較大,同時(shí)由于煤礦井下特殊的工況條件,還要求電機(jī)具有一定的防爆性能,設(shè)計(jì)工作相對(duì)復(fù)雜。因此,本文從電機(jī)極槽配合選擇、齒槽轉(zhuǎn)矩優(yōu)化、溫升以及隔爆性能分析等方面對(duì)礦用直驅(qū)永磁電機(jī)的一些關(guān)鍵性技術(shù)問題進(jìn)行研究。在電磁設(shè)計(jì)方面,首先對(duì)電機(jī)的極槽配合進(jìn)行研究,對(duì)比分析了不同極槽配合下電機(jī)負(fù)載反電勢(shì)波形畸變率、轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的大小。確定極槽配合后,采用Taguchi優(yōu)化算法以隔磁橋?qū)挾取⒏舸艠蚝穸�、定子槽口寬度和不均勻氣隙度為�?yōu)化參數(shù)對(duì)電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩、空載反電勢(shì)波形畸變率、平均轉(zhuǎn)矩進(jìn)行優(yōu)化,并通過(guò)有限元仿真進(jìn)行驗(yàn)證。最后對(duì)應(yīng)用成型繞組提高電機(jī)凈槽滿率以縮小電機(jī)體積,提高轉(zhuǎn)矩密度進(jìn)行定量計(jì)算,并分析其優(yōu)缺點(diǎn)。在溫度場(chǎng)與冷卻結(jié)構(gòu)方面,首先根據(jù)牛頓散熱定律以及雷諾數(shù)與流體狀態(tài)的關(guān)系對(duì)電機(jī)的冷卻結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),然后分析電機(jī)熱源,推導(dǎo)冷卻水散熱系數(shù)與流速的變化關(guān)系,采用磁熱耦合的分析方法求解電機(jī)溫度分布,由仿真結(jié)果可知,機(jī)殼軸向水冷結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理,電機(jī)在額定穩(wěn)態(tài)運(yùn)行及短時(shí)...

【文章頁(yè)數(shù)】：64 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題的研究背景及意義
    1.2 課題的研究動(dòng)態(tài)
        1.2.1 防爆電機(jī)的研究動(dòng)態(tài)
        1.2.2 直驅(qū)永磁電機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.3 電機(jī)的溫度場(chǎng)和冷卻系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究的主要內(nèi)容
第2章 礦用防爆永磁直驅(qū)電機(jī)設(shè)計(jì)分析
    2.1 礦用直驅(qū)永磁電機(jī)極槽配合對(duì)紋波轉(zhuǎn)矩的影響
        2.1.1 紋波轉(zhuǎn)矩的生成
        2.1.2 不同極槽配合的選取
        2.1.3 不同極槽配合下的電機(jī)紋波轉(zhuǎn)矩分析
    2.2 基于Taguchi方法礦用直驅(qū)永磁電機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)
        2.2.1 Taguchi優(yōu)化方法介紹及電機(jī)優(yōu)化目標(biāo)確定
        2.2.2 電機(jī)優(yōu)化參數(shù)選取及其水平值確定
        2.2.3 電機(jī)優(yōu)化目標(biāo)平均值計(jì)算
        2.2.4 電機(jī)優(yōu)化參數(shù)比重計(jì)算及結(jié)果分析
        2.2.5 優(yōu)化后電機(jī)模型有限元仿真分析
    2.3 永磁直驅(qū)電機(jī)應(yīng)用成型繞組特性分析
        2.3.1 同功率成型繞組替換散線繞組電機(jī)參數(shù)計(jì)算
        2.3.2 電機(jī)熱負(fù)荷校核
        2.3.3 采用成型繞組弊端問題討論
    2.4 本章小結(jié)
第3章 礦用直驅(qū)永磁電機(jī)溫度場(chǎng)及冷卻結(jié)構(gòu)分析
    3.1 電機(jī)冷卻結(jié)構(gòu)的計(jì)算與確定
        3.1.1 冷卻結(jié)構(gòu)的對(duì)比分析
        3.1.2 軸向水道尺寸的計(jì)算
    3.2 電機(jī)溫度場(chǎng)仿真模型的建立
        3.2.1 電機(jī)溫度場(chǎng)數(shù)學(xué)模型與邊界條件
        3.2.2 電機(jī)損耗計(jì)算
        3.2.3 導(dǎo)熱系數(shù)與散熱系數(shù)的確定
        3.2.4 有限元仿真模型的建立
    3.3 溫度場(chǎng)仿真結(jié)果分析
        3.3.1 電機(jī)額定運(yùn)行
        3.3.2 電機(jī)過(guò)載運(yùn)行
    3.4 本章小結(jié)
第4章 電機(jī)隔爆性能分析
    4.1 電機(jī)機(jī)殼厚度計(jì)算
    4.2 隔爆接合面參數(shù)計(jì)算
        4.2.1 隔爆接合面分類
        4.2.2 隔爆間隙的計(jì)算
    4.3 隔爆外殼靜力學(xué)有限元仿真
        4.3.1 仿真模型的建立
        4.3.2 靜力學(xué)有限元仿真結(jié)果分析
    4.4 隔爆外殼爆炸試驗(yàn)
    4.5 本章小結(jié)
第5章 樣機(jī)實(shí)驗(yàn)
    5.1 樣機(jī)生產(chǎn)及實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建
    5.2 空載實(shí)驗(yàn)
    5.3 負(fù)載及溫升實(shí)驗(yàn)
    5.4 反拖實(shí)驗(yàn)
    5.5 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
在學(xué)研究成果
致謝



本文編號(hào)：3856837