發(fā)布時間：2023-10-26 19:25

　　較異步電機加減速器的傳統(tǒng)驅(qū)動系統(tǒng),永磁直驅(qū)系統(tǒng)具有傳動鏈短、傳動效率高、運行穩(wěn)定性高等優(yōu)勢,更加符合煤礦行業(yè)安全、高效的發(fā)展要求。而直驅(qū)永磁電機的體積較大,同時由于煤礦井下特殊的工況條件,還要求電機具有一定的防爆性能,設(shè)計工作相對復(fù)雜。因此,本文從電機極槽配合選擇、齒槽轉(zhuǎn)矩優(yōu)化、溫升以及隔爆性能分析等方面對礦用直驅(qū)永磁電機的一些關(guān)鍵性技術(shù)問題進行研究。在電磁設(shè)計方面,首先對電機的極槽配合進行研究,對比分析了不同極槽配合下電機負(fù)載反電勢波形畸變率、轉(zhuǎn)矩波動的大小。確定極槽配合后,采用Taguchi優(yōu)化算法以隔磁橋?qū)挾�、隔磁橋厚度、定子槽口寬度和不均勻氣隙度為�?yōu)化參數(shù)對電機齒槽轉(zhuǎn)矩、空載反電勢波形畸變率、平均轉(zhuǎn)矩進行優(yōu)化,并通過有限元仿真進行驗證。最后對應(yīng)用成型繞組提高電機凈槽滿率以縮小電機體積,提高轉(zhuǎn)矩密度進行定量計算,并分析其優(yōu)缺點。在溫度場與冷卻結(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)系對電機的冷卻結(jié)構(gòu)進行設(shè)計,然后分析電機熱源,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溫度分布,由仿真結(jié)果可知,機殼軸向水冷結(jié)構(gòu)設(shè)計合理,電機在額定穩(wěn)態(tài)運行及短時...

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級別】：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 課題的研究動態(tài)
        1.2.1 防爆電機的研究動態(tài)
        1.2.2 直驅(qū)永磁電機的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.3 電機的溫度場和冷卻系統(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)電機設(shè)計分析
    2.1 礦用直驅(qū)永磁電機極槽配合對紋波轉(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紋波轉(zhuǎn)矩分析
    2.2 基于Taguchi方法礦用直驅(qū)永磁電機優(yōu)化設(shè)計
        2.2.1 Taguchi優(yōu)化方法介紹及電機優(yōu)化目標(biāo)確定
        2.2.2 電機優(yōu)化參數(shù)選取及其水平值確定
        2.2.3 電機優(yōu)化目標(biāo)平均值計算
        2.2.4 電機優(yōu)化參數(shù)比重計算及結(jié)果分析
        2.2.5 優(yōu)化后電機模型有限元仿真分析
    2.3 永磁直驅(qū)電機應(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參數(shù)計算
        2.3.2 電機熱負(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)永磁電機溫度場及冷卻結(jié)構(gòu)分析
    3.1 電機冷卻結(jié)構(gòu)的計算與確定
        3.1.1 冷卻結(jié)構(gòu)的對比分析
        3.1.2 軸向水道尺寸的計算
    3.2 電機溫度場仿真模型的建立
        3.2.1 電機溫度場數(shù)學(xué)模型與邊界條件
        3.2.2 電機損耗計算
        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 溫度場仿真結(jié)果分析
        3.3.1 電機額定運行
        3.3.2 電機過載運行
    3.4 本章小結(jié)
第4章 電機隔爆性能分析
    4.1 電機機殼厚度計算
    4.2 隔爆接合面參數(shù)計算
        4.2.1 隔爆接合面分類
        4.2.2 隔爆間隙的計算
    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
    4.5 本章小結(jié)
第5章 樣機實驗
    5.1 樣機生產(chǎn)及實驗平臺的搭建
    5.2 空載實驗
    5.3 負(fù)載及溫升實驗
    5.4 反拖實驗
    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：3856837