本文關(guān)鍵詞：深海推進用永磁無刷直流電機的設(shè)計與研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來隨著電力電子技術(shù)與永磁材料技術(shù)的不斷發(fā)展,永磁無刷直流電機以其功率密度大、效率高、響應(yīng)速度快、結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、控制性能好等優(yōu)點,得到了越來越廣泛的應(yīng)用,也成為水下推進電機的首選類型。根據(jù)電機與螺旋槳相對安裝位置的不同,水下推進電機可以分為集成式與分離式。與分離式推進電機相比,集成式推進電機無需減速器,結(jié)構(gòu)更為緊湊、簡單,越來越得到人們的關(guān)注。本文分析了深海推進電機的結(jié)構(gòu)特點與運行原理,通過理論推導(dǎo)得到了推進電機的數(shù)學(xué)模型。研究了計算電機主要尺寸的方法,電機定轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)特點及設(shè)計方法,電磁負荷的選取方法以及永磁體的設(shè)計方法。使用Matlab程序語言按等效磁路法編寫了電機電磁計算程序,用來替代人工計算,不僅運算速度快,結(jié)果精確,而且程序具有良好的人機界面,便于使用者調(diào)整電機參數(shù),如此可以大為縮短電磁計算時間。程序中使用了插值法來處理數(shù)表問題,通過迭代的方法來實現(xiàn)電機部分參數(shù)自動調(diào)整,使電磁計算更加快捷、精確。以Matlab電磁計算的結(jié)果為參考,在Ansoft RMxprt模塊下建立無刷推進電機的磁路計算模型,以驗證Matlab電磁計算結(jié)果的準(zhǔn)確性,同時為下一步的有限元分析做好準(zhǔn)備。依據(jù)磁路計算的結(jié)果,在Ansoft Maxwell 2D模塊下面建立電機的有限元模型,對電機的靜態(tài)與瞬態(tài)兩種工作狀態(tài)進行仿真,對電機的空載特性與負載特性進行分析研究,得到電機的輸出轉(zhuǎn)矩、電流、轉(zhuǎn)速、磁鏈等性能曲線。根據(jù)有限元分析結(jié)果修正Matlab電磁計算程序。通過分析電機的設(shè)計方案,設(shè)計方法的正確性得到了驗證,誤差在允許的范圍內(nèi)。依據(jù)電機的設(shè)計方案,總結(jié)了電機參數(shù)的合理取值范圍。論文的最后一章深入地分析了永磁無刷直流電機轉(zhuǎn)矩波動產(chǎn)生的原因,并重點分析了齒槽轉(zhuǎn)矩,推導(dǎo)出永磁無刷直流電機齒槽轉(zhuǎn)矩的解析表達式,給出了降低齒槽轉(zhuǎn)矩較為實用的幾種方法。
【關(guān)鍵詞】：深海推進電機 電磁設(shè)計 有限元分析 Matlab電磁計算 齒槽轉(zhuǎn)矩
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM33
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 課題的背景與意義10
• 1.2 深海電機推進器10-11
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.3.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3.2 國外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.4 深海推進電機的種類14
• 1.5 課題的研究內(nèi)容和方法14-16
• 1.5.1 永磁無刷推進電機電磁設(shè)計及性能分析15
• 1.5.2 永磁無刷直流電機電磁計算程序的設(shè)計15-16
• 第2章 永磁無刷推進電機的結(jié)構(gòu)與原理16-24
• 2.1 永磁無刷推進電機的基本結(jié)構(gòu)16-20
• 2.1.1 電機本體16-18
• 2.1.2 逆變器18-19
• 2.1.3 轉(zhuǎn)子位置傳感器19
• 2.1.4 控制器19-20
• 2.2 永磁無刷推進電機的運行原理20-21
• 2.3 永磁無刷推進電機的數(shù)學(xué)模型21-23
• 2.3.1 電壓方程21-22
• 2.3.2 轉(zhuǎn)矩方程22
• 2.3.3 運動方程22-23
• 2.3.4 傳遞函數(shù)23
• 2.4 本章小結(jié)23-24
• 第3章 永磁無刷推進電機的設(shè)計方案24-34
• 3.1 永磁無刷推進電機的結(jié)構(gòu)特點24
• 3.2 永磁無刷推進電機電磁設(shè)計方法24-26
• 3.3 永磁無刷推進電機的電磁設(shè)計26-31
• 3.3.1 無刷推進電機的技術(shù)要求26
• 3.3.2 無刷推進電機主要參數(shù)的確定26-29
• 3.3.3 定子結(jié)構(gòu)的設(shè)計29
• 3.3.4 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的設(shè)計29-31
• 3.4 永磁無刷直流電機電磁計算程序的設(shè)計31-33
• 3.4.1 基于Matlab程序語言的電磁計算程序31-32
• 3.4.2 電磁計算程序中數(shù)表的處理32
• 3.4.3 電磁計算程序原理圖32-33
• 3.5 本章小結(jié)33-34
• 第4章 永磁無刷推進電機的電磁分析34-48
• 4.1 基于RMXPRT的建模仿真34-36
• 4.1.1 電機磁路模型的建立34-35
• 4.1.2 電機磁路分析結(jié)果35-36
• 4.2 有限元分析的理論基礎(chǔ)36
• 4.3 永磁無刷推進電機有限元模型建立36-39
• 4.3.1 永磁無刷推進電機幾何模型的建立37
• 4.3.2 電機材料的設(shè)定37-38
• 4.3.3 邊界條件與電源的設(shè)定38
• 4.3.4 電機剖分網(wǎng)格的劃分38-39
• 4.4 永磁無刷推進電機的性能分析39-47
• 4.4.1 電機靜磁場分析39-40
• 4.4.2 電機空載起動過程分析40-44
• 4.4.3 電機額定負載起動過程分析44-47
• 4.5 本章小結(jié)47-48
• 第5章 永磁無刷推進電機轉(zhuǎn)矩波動的抑制48-56
• 5.1 轉(zhuǎn)矩波動產(chǎn)生的原因48-49
• 5.2 齒槽轉(zhuǎn)矩的解析表達式49-51
• 5.3 齒槽轉(zhuǎn)矩的抑制方法51-55
• 5.3.1 優(yōu)化電機槽極數(shù)51-52
• 5.3.2 優(yōu)化永磁體極弧系數(shù)52-53
• 5.3.3 優(yōu)化定子槽口寬度53-54
• 5.3.4 不均勻氣隙方法54-55
• 5.4 本章小結(jié)55-56
• 第6章 結(jié)論56-57
• 參考文獻57-59
• 在學(xué)研究成果59-60
• 致謝60

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8 龐s

本文編號：424580