本文關(guān)鍵詞：新型機(jī)械變磁通軸向磁場永磁同步電機(jī)多物理場聯(lián)合仿真與試驗(yàn)研究

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【摘要】：機(jī)械變磁通軸向磁場永磁同步電機(jī)(MVFAFPMSM)為一類利用附加的機(jī)械調(diào)磁裝置實(shí)現(xiàn)氣隙磁場調(diào)節(jié)的新型電機(jī)。本文以MVFAFPMSM電機(jī)為研究對象,在掌握電機(jī)結(jié)構(gòu)特征和運(yùn)行機(jī)理的基礎(chǔ)上,采用計算機(jī)輔助分析軟件對電機(jī)進(jìn)行了機(jī)械動力學(xué)、電磁場、溫度場三者的聯(lián)合仿真分析,并展開了樣機(jī)試驗(yàn)驗(yàn)證。所取得研究成果具有重要的理論研究意義和工程應(yīng)用價值。本文主要研究工作及成果如下:1.電機(jī)結(jié)構(gòu)與工作機(jī)理分析。系統(tǒng)分析了電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、繞組分布規(guī)律和等效磁路模型;根據(jù)機(jī)械動力學(xué)基本理論和電磁感應(yīng)定律,剖析電機(jī)的工作原理和機(jī)械調(diào)磁機(jī)理。2.機(jī)械動力學(xué)仿真和弱磁能力研究。基于ADAMS虛擬樣機(jī)技術(shù),分析了機(jī)械調(diào)磁裝置中凸輪角加速度和彈簧形變情況,并獲取了轉(zhuǎn)子間錯開角度的變化規(guī)律;采用有限元方法,計算了電機(jī)在不同錯開角度下的磁場分布、繞組磁鏈和感應(yīng)電動勢,獲得了電機(jī)的弱磁能力,驗(yàn)證了機(jī)械弱磁理論的正確性。3.磁熱耦合仿真。采用Ansoft Maxwell軟件,建立電機(jī)的三維有限元模型,計算了電機(jī)在不同轉(zhuǎn)速和負(fù)載狀態(tài)下的電樞繞組銅損、鐵心損耗和永磁體渦流損耗;借助ANSYS Workbench平臺,以損耗為熱源,建立了電機(jī)三維磁熱耦合仿真模型,深入分析了電機(jī)溫度場分布規(guī)律。4.樣機(jī)制作與試驗(yàn)研究。確定電機(jī)基本參數(shù),繪制加工圖紙,制作了一臺試驗(yàn)樣機(jī);搭建了樣機(jī)測試平臺,測試了感應(yīng)電動勢及調(diào)磁特性等基本性能,驗(yàn)證了電機(jī)設(shè)計和仿真分析的有效性。
【關(guān)鍵詞】：軸向磁場 機(jī)械調(diào)磁 機(jī)械動力學(xué) 磁熱耦合 試驗(yàn)研究
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM341
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-18
• 1.1 課題來源及研究意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-16
• 1.2.1 變磁通永磁電機(jī)研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.2 ADAMS虛擬樣機(jī)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀14-15
• 1.2.3 溫度場分析研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 課題研究內(nèi)容和章節(jié)安排16-18
• 1.3.1 研究內(nèi)容16-17
• 1.3.2 章節(jié)安排17-18
• 第二章 MVFAFPMSM電機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理18-31
• 2.1 盤式永磁同步電機(jī)基本理論18-21
• 2.1.1 基本結(jié)構(gòu)類型18-19
• 2.1.2 基本電磁關(guān)系19-21
• 2.2 電機(jī)結(jié)構(gòu)21-26
• 2.2.1 軸向磁場永磁同步電機(jī)結(jié)構(gòu)21-23
• 2.2.2 等效磁路模型23-25
• 2.2.3 機(jī)械調(diào)磁裝置結(jié)構(gòu)25-26
• 2.3 電機(jī)工作機(jī)理26-30
• 2.3.1 機(jī)械調(diào)磁裝置工作機(jī)理26-27
• 2.3.2 電機(jī)工作原理27-30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 第三章 MVFAFPMSM電機(jī)動力學(xué)仿真與弱磁能力研究31-49
• 3.1 機(jī)械多剛體系統(tǒng)動力學(xué)基本理論31-36
• 3.1.1 多剛體系統(tǒng)動力學(xué)分析流程31-32
• 3.1.2 多剛體系統(tǒng)動力學(xué)方程32-33
• 3.1.3 ADAMS動力學(xué)方程與求解33-36
• 3.2 電機(jī)虛擬樣機(jī)模型建立36-39
• 3.3 動力學(xué)仿真與分析39-44
• 3.3.1 凸輪角加速度40-41
• 3.3.2 彈簧形變41-42
• 3.3.3 轉(zhuǎn)子間錯開角度42-44
• 3.4 電機(jī)調(diào)磁能力的分析研究44-48
• 3.4.1 氣隙磁密分布44-46
• 3.4.2 繞組磁鏈與感應(yīng)電動勢46-48
• 3.5 本章小結(jié)48-49
• 第四章 MVFAFPMSM電機(jī)磁熱耦合仿真研究49-67
• 4.1 多物理場耦合分析49-51
• 4.2 電機(jī)求解模型51-55
• 4.2.1 物理模型51-52
• 4.2.2 電磁場求解模型52
• 4.2.3 溫度場求解模型52-53
• 4.2.4 材料熱屬性確定53-55
• 4.3 電機(jī)損耗計算分析55-61
• 4.3.1 電樞繞組銅損55-57
• 4.3.2 鐵心損耗57-59
• 4.3.3 永磁體渦流損耗59-61
• 4.4 三維溫度場計算分析61-66
• 4.4.1 空載狀態(tài)下的溫度場分布61-64
• 4.4.2 負(fù)載狀態(tài)下的溫度場分布64-66
• 4.5 本章小結(jié)66-67
• 第五章 樣機(jī)制作與試驗(yàn)研究67-78
• 5.1 樣機(jī)參數(shù)與工程圖67-72
• 5.1.1 樣機(jī)基本參數(shù)67-68
• 5.1.2 CAD工程圖68-72
• 5.2 樣機(jī)與測試平臺72-74
• 5.3 樣機(jī)性能測試結(jié)果74-77
• 5.3.1 空載感應(yīng)電動勢74-76
• 5.3.2 機(jī)械調(diào)磁特性76-77
• 5.4 本章小結(jié)77-78
• 第六章 總結(jié)與展望78-80
• 6.1 課題總結(jié)78-79
• 6.2 課題展望79-80
• 參考文獻(xiàn)80-84
• 致謝84-85
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果85-86

【參考文獻(xiàn)】

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1 張洪亮;永磁同步電機(jī)鐵心損耗與暫態(tài)溫度場研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

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本文編號：1068973