本文關(guān)鍵詞：礦用永磁直驅(qū)電機(jī)及其冷卻系統(tǒng)設(shè)計

  更多相關(guān)文章： 永磁直驅(qū)電機(jī) 溫度場 流體場 通風(fēng)孔

【摘要】：在煤礦運(yùn)輸行業(yè),皮帶傳輸機(jī)采用低速大扭矩直驅(qū)永磁電機(jī)取代傳統(tǒng)的異步電機(jī)加減速機(jī),這種結(jié)構(gòu)提高了效率,縮小了系統(tǒng)整體體積,減低了噪聲,是未來發(fā)展的方向。同時為提高材料利用率,降低電機(jī)生產(chǎn)成本,電機(jī)通常具有高電磁負(fù)荷。高電磁負(fù)荷會加重電機(jī)發(fā)熱,影響電機(jī)性能。合理的冷卻系統(tǒng)設(shè)計能降低電機(jī)溫升,而準(zhǔn)確的溫升計算又能指導(dǎo)電機(jī)冷卻系統(tǒng)的合理設(shè)計。本文針對礦用永磁直驅(qū)電機(jī)的電磁設(shè)計、流體場、溫度場進(jìn)行了研究,主要包括以下幾方面內(nèi)容:首先,對電機(jī)進(jìn)行合理的電磁設(shè)計。礦用永磁直驅(qū)電機(jī)要求轉(zhuǎn)矩密度高,大部分時間為輕載運(yùn)行。根據(jù)電機(jī)要求和特點(diǎn)確定電機(jī)的主要尺寸,磁路結(jié)構(gòu);通過對比不同極槽配合的性能,選出轉(zhuǎn)矩密度較高的3種極槽配合,再根據(jù)電機(jī)的實(shí)際負(fù)載率選出效率較高的極槽配合。其次,對電機(jī)進(jìn)行溫度場計算和冷卻系統(tǒng)初步設(shè)計,初步確定冷卻系統(tǒng)類型、參數(shù)。制作樣機(jī)并進(jìn)行試驗(yàn),驗(yàn)證了相關(guān)計算方法和結(jié)果的準(zhǔn)確性。通過計算結(jié)果和試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,電機(jī)的電磁性能可以進(jìn)一步改進(jìn),提高電機(jī)的轉(zhuǎn)矩密度。然后針對已設(shè)計制作完成的電機(jī),進(jìn)行了進(jìn)一步的改進(jìn)設(shè)計,大幅提高電機(jī)的轉(zhuǎn)矩密度,對比了改進(jìn)后方案和原樣機(jī)的調(diào)速性能,計算了相關(guān)電磁參數(shù)。通過對改進(jìn)后方案進(jìn)行溫度場計算,電機(jī)尤其是轉(zhuǎn)子和永磁體的發(fā)熱量明顯增加。用解析公式推導(dǎo)出電機(jī)冷卻水流速跟電機(jī)溫升之間的關(guān)系,做出關(guān)系曲線,求出曲線拐點(diǎn)。用有限元法對該曲線分布規(guī)律進(jìn)行驗(yàn)證。另外,研究了同等水流量,不同水道數(shù)下驅(qū)動損耗,給出了水道個數(shù)與電機(jī)溫升的關(guān)系和電機(jī)的合理冷卻水道數(shù)。最后針對性的解決改進(jìn)后方案轉(zhuǎn)子和永磁體發(fā)熱嚴(yán)重問題,理論分析了影響對流換熱強(qiáng)弱的因素并通過加裝散熱風(fēng)刺和開設(shè)轉(zhuǎn)子軸徑向通風(fēng)道解決轉(zhuǎn)子發(fā)熱問題,通過研究不同風(fēng)刺尺寸對散熱效果的影響,得到在風(fēng)刺寬度不變時,轉(zhuǎn)子和永磁體溫度隨風(fēng)刺長度增大而降低;在風(fēng)刺長度不變時,轉(zhuǎn)子和永磁體的溫度隨著風(fēng)刺寬度的增大先降低后升高。在開設(shè)軸徑向通風(fēng)道后,在軸向通風(fēng)道參數(shù)不變的情況下,轉(zhuǎn)子和永磁體溫度隨著徑向通風(fēng)道數(shù)量的增大而降低,隨著徑向通風(fēng)道截面積增大而降低,永磁體溫升分布趨于均勻。
【關(guān)鍵詞】：永磁直驅(qū)電機(jī) 溫度場 流體場 通風(fēng)孔
【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】：TD634;TM351
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-19
• 1.1 課題的背景和意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-17
• 1.2.1 低速大轉(zhuǎn)矩永磁電機(jī)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 電機(jī)流體場和溫度場計算現(xiàn)狀12-15
• 1.2.3 電機(jī)冷卻系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀15-17
• 1.3 課題的主要研究內(nèi)容17-19
• 第2章 礦用永磁直驅(qū)電機(jī)初步設(shè)計19-35
• 2.1 電磁方案設(shè)計19-24
• 2.1.1 主要尺寸選擇19
• 2.1.2 磁路形式的選取19-20
• 2.1.3 極槽配合和分?jǐn)?shù)槽的選取20-24
• 2.2 冷卻系統(tǒng)的初步設(shè)計與溫度場計算24-34
• 2.2.1 冷卻系統(tǒng)初步設(shè)計24-25
• 2.2.2 不同水冷結(jié)構(gòu)的對比25-26
• 2.2.3 水道參數(shù)的選擇26-28
• 2.2.4 電機(jī)溫度場計算28-33
• 2.2.5 樣機(jī)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證33-34
• 2.3 本章小結(jié)34-35
• 第3章 高轉(zhuǎn)矩密度的礦用永磁電機(jī)設(shè)計35-46
• 3.1 高轉(zhuǎn)矩密度礦用電機(jī)的電磁方案改進(jìn)35-37
• 3.2 改進(jìn)方案溫升計算以及與原方案對比37-38
• 3.3 高轉(zhuǎn)矩密度礦用電機(jī)的冷卻系統(tǒng)設(shè)計38-45
• 3.3.1 電機(jī)的最佳冷卻水速的分析計算38-42
• 3.3.2 水道個數(shù)對電機(jī)溫升影響的分析計算42-45
• 3.4 本章小結(jié)45-46
• 第4章 轉(zhuǎn)子及永磁體散熱能力的改善46-59
• 4.1 對流換熱的數(shù)學(xué)描述46-48
• 4.2 帶風(fēng)刺轉(zhuǎn)子模型的建立48
• 4.3 電機(jī)的流體場溫度場耦合計算分析48-52
• 4.3.1 模型的導(dǎo)入以及網(wǎng)格的劃分48
• 4.3.2 模型的仿真計算48-52
• 4.4 對開設(shè)轉(zhuǎn)子鐵心通風(fēng)孔的流體場溫度場分析52-58
• 4.4.1 通風(fēng)孔的開設(shè)52-55
• 4.4.2 不同徑向通風(fēng)道數(shù)量對永磁體散熱的影響55-57
• 4.4.3 不同徑向通風(fēng)道截面積對永磁體散熱的影響57-58
• 4.5 本章小結(jié)58-59
• 第5章 結(jié)論59-61
• 參考文獻(xiàn)61-64
• 在學(xué)研究成果64-65
• 致謝65

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張琪;魯茜睿;黃蘇融;張俊;;多領(lǐng)域協(xié)同仿真的高密度永磁電機(jī)溫升計算[J];中國電機(jī)工程學(xué)報;2014年12期

2 彭兵;夏加寬;董婷;王成元;;不等齒寬提高多槽少極隔齒隔相繞組永磁電機(jī)轉(zhuǎn)矩的方法[J];中國電機(jī)工程學(xué)報;2012年S1期

3 李翠萍;柴鳳;程樹康;;冷卻水流速對汽車水冷電機(jī)溫升影響研究[J];電機(jī)與控制學(xué)報;2012年09期

4 謝占偉;孫寧;;低速大扭矩永磁同步電動機(jī)冷卻方式的選擇與計算[J];河南科技;2010年10期

5 李茂青;;小型水冷電機(jī)冷卻系統(tǒng)設(shè)計與計算研究[J];科技資訊;2010年13期

6 吳琳;王宏光;;水冷電機(jī)冷卻系統(tǒng)設(shè)計與計算[J];機(jī)械設(shè)計與制造;2008年08期

7 黃先進(jìn);;采用集中繞組和高強(qiáng)度冷卻的高轉(zhuǎn)矩密度永磁電機(jī)[J];電力電子;2008年01期

8 馬春燕;王振民;陳燕;;開關(guān)磁阻平面電機(jī)運(yùn)動機(jī)理及其結(jié)構(gòu)設(shè)計[J];電機(jī)與控制學(xué)報;2008年01期

9 莫會成;;分?jǐn)?shù)槽繞組與永磁無刷電動機(jī)[J];微電機(jī);2007年11期

10 李偉力;李守法;謝穎;丁樹業(yè);;感應(yīng)電動機(jī)定轉(zhuǎn)子全域溫度場數(shù)值計算及相關(guān)因素敏感性分析[J];中國電機(jī)工程學(xué)報;2007年24期

，

本文編號：904120