本文關(guān)鍵詞：新型直線開關(guān)磁鏈永磁電機結(jié)構(gòu)設(shè)計與優(yōu)化

  更多相關(guān)文章： 開關(guān)磁鏈 直線電機 初級分塊式 推力波動 邊端效應(yīng)

【摘要】：近年來,直線開關(guān)磁鏈永磁電機(LSFPMM)成為了直線電機領(lǐng)域的一個研究熱點,尤其是在長行程應(yīng)用領(lǐng)域。相比于永磁直線同步電機(PMLSM), LSFPMM的永磁體與電樞繞組都位于短初級,長次級只是開齒槽的鐵心,不僅大大降低了成本,而且具有PMLSM高推力密度、高效率的特點。然而,隨著永磁體嵌入初級齒內(nèi),磁極、繞組、磁路三者空間互相制約,容易導(dǎo)致推力密度受限制與磁路過飽和問題,同時繞組發(fā)熱也將影響永磁體溫升,使其存在退磁風險。為了解決以上問題,研究了一種新型初級分塊式LSFPMM結(jié)構(gòu),其將初級分為兩個部分,一部分為電樞,包含鐵心和繞組,另一部分為磁極,包含永磁體和鐵心,也可稱為不對稱雙邊型直線永磁電機。針對該新型LSFPMM的結(jié)構(gòu)設(shè)計及優(yōu)化,進行了較為詳細與深入的研究。首先,介紹了LSFPMM的運行原理及數(shù)學(xué)模型。其次,以推力最大化、推力波動最小化為目標,基于有限元方法(Finite Element Method, FEM)對一個9槽/10極的新型結(jié)構(gòu)LSFPMM進行優(yōu)化設(shè)計,逐一優(yōu)化電機各個關(guān)鍵參數(shù),對直線電機特有的邊端效應(yīng)則通過優(yōu)化電樞邊端齒的位置和寬度來削弱。然后,對優(yōu)化的新結(jié)構(gòu)LSFPMM進行了性能分析,對比了電機優(yōu)化前后的性能,著重對比了考慮邊端效應(yīng)與不考慮邊端效應(yīng)兩種情況下時電機性能的變化,結(jié)果表明邊端效應(yīng)對直線電機影響較大,在電機優(yōu)化時需要著重考慮。此外,分析了樣機制造誤差對電機性能的影響。最后,介紹了樣機結(jié)構(gòu),包括為實際安裝進行的尺寸調(diào)整以及裝配情況。研究為初級分塊式LSFPMM得出了一些較為有用的結(jié)論,也為研究相似類型的初級分塊式電機打下了基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：開關(guān)磁鏈 直線電機 初級分塊式 推力波動 邊端效應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM351
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第一章 緒論12-28
• 1.1 課題研究背景與意義12-13
• 1.2 直線電機13-16
• 1.2.1 結(jié)構(gòu)和工作原理13-14
• 1.2.2 特點和分類14-15
• 1.2.3 發(fā)展和研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 永磁開關(guān)磁鏈旋轉(zhuǎn)電機16-22
• 1.3.1 工作原理及特點16-17
• 1.3.2 發(fā)展及研究現(xiàn)狀17-22
• 1.4 直線開關(guān)磁鏈永磁電機(LSFPMM)22-25
• 1.5 初級分塊式LSFPMM25-26
• 1.6 本文主要工作及內(nèi)容安排26-28
• 第二章 LSFPMM的運行原理及數(shù)學(xué)模型28-34
• 2.1 運行原理28-29
• 2.2 數(shù)學(xué)模型29-33
• 2.2.1 磁鏈方程30-32
• 2.2.2 電壓方程32
• 2.2.3 電磁推力方程32-33
• 2.3 本章小結(jié)33-34
• 第三章 新型LSFPMM結(jié)構(gòu)與參數(shù)優(yōu)化34-46
• 3.1 結(jié)構(gòu)34-37
• 3.2 參數(shù)優(yōu)化37-45
• 3.3 本章小結(jié)45-46
• 第四章 新型LSFPMM電磁性能46-63
• 4.1 電磁性能46-50
• 4.1.1 磁場分布46-47
• 4.1.2 開路磁鏈47-48
• 4.1.3 反電勢48-49
• 4.1.4 推力特性49-50
• 4.2 邊端效應(yīng)的影響50-56
• 4.2.1 空載磁鏈50-51
• 4.2.2 反電勢51-52
• 4.2.3 定位力52-53
• 4.2.4 推力53-54
• 4.2.5 電流-推力關(guān)系54
• 4.2.6 電感54-56
• 4.3 樣機誤差56-61
• 4.3.1 氣隙安裝誤差56
• 4.3.2 初級磁極制造誤差56-59
• 4.3.3 次級安裝與制造誤差59-61
• 4.4 本章小結(jié)61-63
• 第五章 新型LSFPMM樣機概況63-77
• 5.1 樣機裝配63-66
• 5.2 尺寸調(diào)整66-72
• 5.2.1 制作尺寸調(diào)整66-70
• 5.2.2 測量尺寸調(diào)整70-72
• 5.3 測試結(jié)果72-76
• 5.3.1 電阻與電感72-73
• 5.3.2 單位電流提供的推力73-74
• 5.3.3 反電勢74-76
• 5.4 本章小結(jié)76-77
• 第六章 全文總結(jié)與展望77-79
• 6.1 全文總結(jié)77-78
• 6.2 課題展望78-79
• 參考文獻79-86
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果86-87
• 致謝87

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