本文關鍵詞：容錯磁齒輪復合電機損耗特性研究及優(yōu)化設計，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：目前,隨著生活品質的不斷提高和環(huán)境問題的持續(xù)升溫,為了獲得更高的傳動性能,滿足風力發(fā)電、電動汽車、潮汐發(fā)電等新能源領域對低速大轉矩的要求,直接驅動技術逐漸進入了電力驅動行業(yè)的視線。近年來,有學者提出了一種新型磁齒輪復合電機,能夠實現高轉矩密度的“偽”直接驅動。該類型復合電機通過將磁場調制式永磁齒輪的內轉子與永磁電機外轉子合并,在實現轉矩輸出的同時省卻了傳動系統(tǒng)的齒輪變速裝置,因此具有良好的應用前景。磁場調制式永磁齒輪和磁齒輪復合電機的作用原理是基于調制作用,但是調制后的磁場中除了有產生恒定轉矩的諧波成分外還有大量的造成損耗的諧波成分,如此導致了磁齒輪復合電機不同于一般永磁電機的損耗特性。磁齒輪復合電機具有三層磁極和鐵心結構,使得永磁體的渦流損耗和鐵心損耗在電磁設計中需要重點考慮。復雜的結構也為電機冷卻系統(tǒng)設計增加了困難,進一步提高了永磁體因過熱出現不可逆退磁的可能,降低復合電機的可靠性和使用壽命。因此,對磁齒輪復合電機損耗特性進行研究,并以減小損耗為目的進行優(yōu)化設計具有非常重要的理論意義和實際價值。本文通過對調制作用原理的闡述,分析了復合電機額定工況下的損耗特性,研究了產生轉子損耗的空間諧波成分構成,并基于損耗特性的分析提出了一種新型的外轉子改進型結構,為磁場調制式磁性齒輪和磁齒輪復合電機的性能優(yōu)化提供了新的設計思路。本文基于以上主要問題開展了如下的一些基本工作,獲得了一些有價值的結論:1.通過解析法詳細分析了內外轉子永磁體磁場經過調制作用以后的空間分布,對磁場調制式永磁齒輪的運行原理進行了闡述,并總結了氣隙磁場產生恒定轉矩的諧波成分。利用有限元仿真軟件證明了解析法關于調制作用分析的正確性。2.從永磁齒輪結構的原理分析,總結了內外層氣隙產生轉子損耗的諧波成分,得到永磁體的非正弦分布是造成另一側轉子損耗主要原因的結論,為下文關于復合電機減小損耗提高效率的優(yōu)化方案提供了理論依據。根據鐵心損耗和永磁體渦流損耗的產生機理,給出了復合電機損耗的計算模型,并對各部分的損耗進行了計算和對比。從磁齒輪復合電機的整機損耗出發(fā),分析了內轉子和內嵌電機磁場耦合對損耗的影響。3.基于永磁齒輪結構損耗特性的分析,提出了幾種減小損耗的方案。通過永磁體分段和單極性結構的方法降低了轉子損耗,并對比分析了調制環(huán)形狀對損耗特性的影響。4.基于抑制內轉子無用諧波以減小外轉子渦流損耗的分析,創(chuàng)新性的提出了一種永磁齒輪新型外轉子結構,利用空間磁導的1D模型論證了磁障的引入對削弱無用諧波的作用,最后通過對損耗仿真結果的對比驗證了新型外轉子結構的優(yōu)勢。
【關鍵詞】：磁齒輪 復合電機 鐵心損耗 永磁體渦流損耗
【學位授予單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM359.9
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 課題研究的背景與意義10-11
• 1.2 永磁齒輪與磁齒輪復合電機的研究概況11-14
• 1.3 電機損耗的研究現狀14-18
• 1.3.1 電機鐵心損耗研究現狀14-16
• 1.3.2 永磁體渦流損耗研究現狀16-17
• 1.3.3 磁齒輪復合電機與損耗相結合的研究概況17-18
• 1.4 本文主要研究內容18-20
• 第二章 磁場調制式永磁齒輪基本結構及原理20-38
• 2.1 引言20-21
• 2.2 磁場調制式永磁齒輪的結構及原理21-28
• 2.3 有限元仿真分析氣隙磁場28-37
• 2.4 本章小結37-38
• 第三章 容錯磁齒輪復合電機的損耗特性38-57
• 3.1 引言38-39
• 3.2 磁齒輪復合電機損耗理論分析39-47
• 3.2.1 考慮永磁體磁場非標準正弦的氣隙諧波39-41
• 3.2.2 鐵心損耗41-45
• 3.2.3 永磁體渦流損耗45-47
• 3.3 容錯磁齒輪復合電機損耗計算模型47-50
• 3.3.1 鐵心損耗計算模型47-48
• 3.3.2 永磁體渦流損耗計算模型48-50
• 3.4 容錯磁齒輪復合電機損耗特性分析50-56
• 3.4.1 磁齒輪結構損耗特性51-53
• 3.4.2 磁齒輪復合電機損耗特性53-56
• 3.4.3 內嵌電機與磁齒輪結構耦合對損耗的影響56
• 3.5 本章小結56-57
• 第四章 基于減小損耗的復合電機優(yōu)化設計57-72
• 4.1 引言57
• 4.2 磁極形式對損耗的影響57-64
• 4.2.1 磁路結構形式對損耗的影響57-59
• 4.2.2 永磁體Halbach陣列對損耗的影響59-61
• 4.2.3 永磁體單極性結構對損耗的影響61-62
• 4.2.4 永磁體分段減小渦流損耗62-64
• 4.3 調磁環(huán)形狀對損耗的影響64-66
• 4.4 永磁齒輪新型外轉子結構66-71
• 4.4.1 轉子軛部磁障的作用機理67-69
• 4.4.3 仿真結果驗證69-71
• 4.5 本章小結71-72
• 第五章 總結和展望72-74
• 5.1 全文總結72-73
• 5.2 課題展望73-74
• 參考文獻74-80
• 致謝80-81
• 攻讀碩士期間發(fā)表論文與科研成果81

【相似文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

1 羅慶生,韓寶玲,黃悅榮;在齒輪機構工作動畫中準確控制嚙合運動的方法[J];機械傳動;2003年05期

2 陳匡非,杜玉梅;平行軸永磁齒輪的特性研究[J];微特電機;2004年04期

3 劉占山;淺談齒輪幾種修復方法[J];蘇鹽科技;2004年03期

4 徐輔仁;關于船用齒輪機構輸入功率的補償[J];船舶力學;2005年04期

5 卜文杰;徐輔仁;吳小蓮;全世欣;梁邦龍;;航行中船舶縱向齒輪機構機械效率的實驗驗證[J];艦船科學技術;2006年03期

6 秦虎;朱小浩;張有兵;邵立康;;球齒輪研究發(fā)展綜述[J];現代制造工程;2008年09期

7 孔繁余;張旭鋒;張洪利;黃建軍;;無接觸傳動永磁齒輪磁場的數值模擬[J];工程設計學報;2009年03期

8 黃塬;;淺談職校齒輪機構的教學[J];職業(yè);2011年06期

9 徐震;王琪;楊麗新;;雙齒輪并聯(lián)傳動的負載均衡性仿真研究[J];現代制造工程;2011年03期

10 黃宗益;陳明;;計算機輔助齒輪機構分析[J];同濟大學學報(自然科學版);1991年02期

中國重要會議論文全文數據庫 前3條

1 陳珊珊;李鋼燕;何立波;;齒輪診斷技術在現場中的應用[A];第六屆全國信息獲取與處理學術會議論文集（2）[C];2008年

2 富貴根;蔣原成;莫晚玲;印愛紅;鄧忠凱;;齒輪間歇傳動機構設計[A];上海物流工程學會2003’論文集[C];2003年

3 劉亮;翟宇毅;廉珂;;末級齒輪自調位系統(tǒng)的動力學研究[A];中國電子學會電子機械工程分會2009年機械電子學學術會議論文集[C];2009年

中國碩士學位論文全文數據庫 前10條

1 廖振飄;非圓-傅立葉齒輪行星輪系取苗機構的機理分析及參數優(yōu)化[D];浙江理工大學;2016年

2 田野;容錯磁齒輪復合電機損耗特性研究及優(yōu)化設計[D];江蘇大學;2016年

3 李建軍;多齒輪并聯(lián)驅動機械系統(tǒng)偏載特性實驗與仿真研究[D];上海交通大學;2013年

4 許小俠;基于逆向工程學的仿生非光滑齒輪表面耐磨性的研究[D];吉林大學;2004年

5 陶思危;基于摩擦齒輪的體積顯示系統(tǒng)研究[D];浙江大學;2014年

6 尹福利;齒輪四桿組合機構參數化設計方法的研究[D];湖南大學;2011年

7 宋曉光;齒輪滾動軸承柔性轉子系統(tǒng)多故障耦合機理及辨識研究[D];華東理工大學;2013年

8 冉昌龍;MQ250汽車傳動器齒輪噪聲仿真與試驗研究[D];吉林大學;2009年

9 辛超超;平行軸齒輪輪系運動方案的特征建模及求解方法[D];大連理工大學;2012年

10 韓從亞;齒輪精密成形工藝研究及其CAD/CAPP系統(tǒng)開發(fā)[D];武漢理工大學;2004年

  本文關鍵詞：容錯磁齒輪復合電機損耗特性研究及優(yōu)化設計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：391921