本文關(guān)鍵詞：一種新穎反凸極結(jié)構(gòu)永磁同步電機(jī)的設(shè)計(jì)與分析

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【摘要】：永磁同步電機(jī)由于其勵(lì)磁來(lái)源為永磁體,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、高功率密度、高效率的優(yōu)點(diǎn),因此,在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。尤其是具有凸極效應(yīng)的永磁同步電機(jī)過(guò)載能力強(qiáng),應(yīng)用更為普遍。但是,由于具有凸極效應(yīng)的常規(guī)永磁同步電機(jī)的直軸磁阻大于交軸磁阻,直軸同步電抗小于交軸同步電抗,磁阻轉(zhuǎn)矩分量在功角小于90度時(shí)為負(fù)值,最大電磁轉(zhuǎn)矩的功角大于90度,在負(fù)載運(yùn)行時(shí)永磁體存在較大的退磁危險(xiǎn)。另外,在負(fù)載運(yùn)行時(shí)交軸磁路很飽和,鐵損耗大,電機(jī)效率不高。本文在傳統(tǒng)永磁同步電機(jī)的基礎(chǔ)上,提出了一種新穎反凸極結(jié)構(gòu)永磁同步電機(jī)。利用磁路的方法完成了一臺(tái)15k W的新穎結(jié)構(gòu)反凸極同步電機(jī)的設(shè)計(jì),用RMxprt模塊對(duì)所設(shè)計(jì)的電機(jī)參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算,使用有限元分析軟件Maxwell 2D對(duì)該新穎反凸極結(jié)構(gòu)永磁同步電機(jī)和相應(yīng)的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)永磁同步電機(jī)進(jìn)行了有限元分析,得到了其同步交直軸電感特性和矩角特性,并進(jìn)行了分析對(duì)比,初步證明了提出的新穎反凸極結(jié)構(gòu)永磁同步電機(jī)結(jié)構(gòu)的合理性和優(yōu)越性。在對(duì)有限元方法進(jìn)行介紹的基礎(chǔ)上,對(duì)永磁同步電機(jī)進(jìn)行了仿真分析,得到了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)永磁同步電機(jī)和反凸極結(jié)構(gòu)永磁同步電機(jī)的空載磁力線分布,兩電機(jī)磁力線分布均為兩對(duì)極,與實(shí)際情況相符合,且反凸極結(jié)構(gòu)永磁同步電機(jī)的漏磁較小,說(shuō)明該電機(jī)設(shè)計(jì)合理。對(duì)電機(jī)的空載性能進(jìn)行了分析,得到了電機(jī)在空載時(shí)的氣隙磁密和空載反電勢(shì)曲線及各自的諧波含量分析結(jié)果,結(jié)果表明,提出的反凸極結(jié)構(gòu)永磁同步電機(jī)的氣隙磁密及空載反電勢(shì)中的諧波含量相對(duì)較少,更接近正弦波。對(duì)兩種轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)電機(jī)的起動(dòng)性能進(jìn)行了分析,兩電機(jī)均可從靜止由異步起動(dòng)狀態(tài),轉(zhuǎn)速逐漸增大至同步速附近并被牽入同步,且新結(jié)構(gòu)永磁同步電機(jī)比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)永磁同步電機(jī)能夠略快達(dá)到同步速度,顯示出較強(qiáng)的起動(dòng)能力。對(duì)所提出的反凸極結(jié)構(gòu)永磁同步電機(jī)在不同負(fù)載下穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的電磁轉(zhuǎn)矩、電流、鐵耗、銅耗進(jìn)行了分析,表明該電機(jī)在任何負(fù)載情況下均可穩(wěn)定運(yùn)行。最后對(duì)兩電機(jī)在額定運(yùn)行的情況進(jìn)行了比較,該新穎結(jié)構(gòu)永磁同步電機(jī)和傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)永磁同步電機(jī)在額定時(shí)的性能基本一致,但其鐵耗和銅耗均在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)永磁同步電機(jī)的基礎(chǔ)上有所降低,證明其結(jié)構(gòu)合理,具有一定的可行性。
【關(guān)鍵詞】：永磁同步電機(jī) 反凸極結(jié)構(gòu) 電磁設(shè)計(jì) 有限元分析
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TM341
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-15
• 變量注釋表15-18
• 1 緒論18-25
• 1.1 課題研究背景及意義18-19
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀19-23
• 1.3 本文的主要工作23-25
• 2 異步起動(dòng)永磁同步電機(jī)的基本理論25-36
• 2.1 異步起動(dòng)永磁同步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)25
• 2.2 穩(wěn)態(tài)時(shí)的電壓平衡方程式和向量圖25-28
• 2.3 穩(wěn)態(tài)運(yùn)行性能分析28-31
• 2.4 動(dòng)態(tài)性能分析31-35
• 2.5 本章小結(jié)35-36
• 3 反凸極結(jié)構(gòu)永磁同步電機(jī)的設(shè)計(jì)36-55
• 3.1 新穎反凸極永磁同步電機(jī)結(jié)構(gòu)的提出36-38
• 3.2 反凸極結(jié)構(gòu)永磁同步電機(jī)電磁設(shè)計(jì)的基本思路和方法38-42
• 3.3 反凸極永磁同步電機(jī)的電磁設(shè)計(jì)42-50
• 3.4 反凸極永磁同步電機(jī)性能分析50-54
• 3.5 本章小結(jié)54-55
• 4 新穎反凸極結(jié)構(gòu)永磁同步電機(jī)的有限元分析55-78
• 4.1 電磁場(chǎng)理論分析方法55-58
• 4.2 反凸極永磁同步電機(jī)的建模58-60
• 4.3 反凸極永磁同步電機(jī)特性分析60-77
• 4.4 本章小結(jié)77-78
• 5 結(jié)論與展望78-80
• 參考文獻(xiàn)80-84
• 作者簡(jiǎn)歷84-86
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集86

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

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中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

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本文編號(hào)：1057055