本文關(guān)鍵詞：深海推進(jìn)用永磁無(wú)刷直流電機(jī)的設(shè)計(jì)與研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來(lái)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(wú)刷直流電機(jī)以其功率密度大、效率高、響應(yīng)速度快、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、控制性能好等優(yōu)點(diǎn),得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用,也成為水下推進(jìn)電機(jī)的首選類型。根據(jù)電機(jī)與螺旋槳相對(duì)安裝位置的不同,水下推進(jìn)電機(jī)可以分為集成式與分離式。與分離式推進(jìn)電機(jī)相比,集成式推進(jìn)電機(jī)無(wú)需減速器,結(jié)構(gòu)更為緊湊、簡(jiǎn)單,越來(lái)越得到人們的關(guān)注。本文分析了深海推進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與運(yùn)行原理,通過(guò)理論推導(dǎo)得到了推進(jìn)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型。研究了計(jì)算電機(jī)主要尺寸的方法,電機(jī)定轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)方法,電磁負(fù)荷的選取方法以及永磁體的設(shè)計(jì)方法。使用Matlab程序語(yǔ)言按等效磁路法編寫(xiě)了電機(jī)電磁計(jì)算程序,用來(lái)替代人工計(jì)算,不僅運(yùn)算速度快,結(jié)果精確,而且程序具有良好的人機(jī)界面,便于使用者調(diào)整電機(jī)參數(shù),如此可以大為縮短電磁計(jì)算時(shí)間。程序中使用了插值法來(lái)處理數(shù)表問(wèn)題,通過(guò)迭代的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)部分參數(shù)自動(dòng)調(diào)整,使電磁計(jì)算更加快捷、精確。以Matlab電磁計(jì)算的結(jié)果為參考,在Ansoft RMxprt模塊下建立無(wú)刷推進(jìn)電機(jī)的磁路計(jì)算模型,以驗(yàn)證Matlab電磁計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性,同時(shí)為下一步的有限元分析做好準(zhǔn)備。依據(jù)磁路計(jì)算的結(jié)果,在Ansoft Maxwell 2D模塊下面建立電機(jī)的有限元模型,對(duì)電機(jī)的靜態(tài)與瞬態(tài)兩種工作狀態(tài)進(jìn)行仿真,對(duì)電機(jī)的空載特性與負(fù)載特性進(jìn)行分析研究,得到電機(jī)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(jì)算程序。通過(guò)分析電機(jī)的設(shè)計(jì)方案,設(shè)計(jì)方法的正確性得到了驗(yàn)證,誤差在允許的范圍內(nèi)。依據(jù)電機(jī)的設(shè)計(jì)方案,總結(jié)了電機(jī)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(wú)刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)產(chǎn)生的原因,并重點(diǎn)分析了齒槽轉(zhuǎn)矩,推導(dǎo)出永磁無(wú)刷直流電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩的解析表達(dá)式,給出了降低齒槽轉(zhuǎn)矩較為實(shí)用的幾種方法。
【關(guān)鍵詞】：深海推進(jìn)電機(jī) 電磁設(shè)計(jì) 有限元分析 Matlab電磁計(jì)算 齒槽轉(zhuǎn)矩
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：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(jī)推進(jìn)器10-11
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.3.1 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.4 深海推進(jìn)電機(jī)的種類14
• 1.5 課題的研究?jī)?nèi)容和方法14-16
• 1.5.1 永磁無(wú)刷推進(jìn)電機(jī)電磁設(shè)計(jì)及性能分析15
• 1.5.2 永磁無(wú)刷直流電機(jī)電磁計(jì)算程序的設(shè)計(jì)15-16
• 第2章 永磁無(wú)刷推進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)與原理16-24
• 2.1 永磁無(wú)刷推進(jìn)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)16-20
• 2.1.1 電機(jī)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(wú)刷推進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行原理20-21
• 2.3 永磁無(wú)刷推進(jìn)電機(jī)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(yùn)動(dòng)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(wú)刷推進(jìn)電機(jī)的設(shè)計(jì)方案24-34
• 3.1 永磁無(wú)刷推進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)24
• 3.2 永磁無(wú)刷推進(jìn)電機(jī)電磁設(shè)計(jì)方法24-26
• 3.3 永磁無(wú)刷推進(jìn)電機(jī)的電磁設(shè)計(jì)26-31
• 3.3.1 無(wú)刷推進(jìn)電機(jī)的技術(shù)要求26
• 3.3.2 無(wú)刷推進(jìn)電機(jī)主要參數(shù)的確定26-29
• 3.3.3 定子結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)29
• 3.3.4 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)29-31
• 3.4 永磁無(wú)刷直流電機(jī)電磁計(jì)算程序的設(shè)計(jì)31-33
• 3.4.1 基于Matlab程序語(yǔ)言的電磁計(jì)算程序31-32
• 3.4.2 電磁計(jì)算程序中數(shù)表的處理32
• 3.4.3 電磁計(jì)算程序原理圖32-33
• 3.5 本章小結(jié)33-34
• 第4章 永磁無(wú)刷推進(jìn)電機(jī)的電磁分析34-48
• 4.1 基于RMXPRT的建模仿真34-36
• 4.1.1 電機(jī)磁路模型的建立34-35
• 4.1.2 電機(jī)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(wú)刷推進(jìn)電機(jī)有限元模型建立36-39
• 4.3.1 永磁無(wú)刷推進(jìn)電機(jī)幾何模型的建立37
• 4.3.2 電機(jī)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(jī)剖分網(wǎng)格的劃分38-39
• 4.4 永磁無(wú)刷推進(jìn)電機(jī)的性能分析39-47
• 4.4.1 電機(jī)靜磁場(chǎng)分析39-40
• 4.4.2 電機(jī)空載起動(dòng)過(guò)程分析40-44
• 4.4.3 電機(jī)額定負(fù)載起動(dòng)過(guò)程分析44-47
• 4.5 本章小結(jié)47-48
• 第5章 永磁無(wú)刷推進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的抑制48-56
• 5.1 轉(zhuǎn)矩波動(dòng)產(chǎn)生的原因48-49
• 5.2 齒槽轉(zhuǎn)矩的解析表達(dá)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(jī)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(xiàn)57-59
• 在學(xué)研究成果59-60
• 致謝60

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本文編號(hào)：424580