發(fā)布時間：2017-11-26 17:20

  本文關(guān)鍵詞：永磁力矩電機(jī)的磁場參數(shù)優(yōu)化與水冷研究

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【摘要】：隨著工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)水平的提高,對數(shù)控機(jī)床、仿真平臺等傳動機(jī)構(gòu)的精度要求越來越高,永磁力矩電機(jī)以其低速直驅(qū)的顯著特點得到越來越多的應(yīng)用。永磁力矩電機(jī)的主要輸出是轉(zhuǎn)矩,具有很好的線性度和快速反應(yīng)能力。特別是永磁力矩電機(jī)在某些特定場合下,甚至是堵轉(zhuǎn)的工作狀態(tài)下,仍可以正常輸出較大的轉(zhuǎn)矩。但在輸出大力矩的工作狀態(tài)下,轉(zhuǎn)矩特性線性度和轉(zhuǎn)矩波動容易受到電機(jī)磁路飽和的影響。本文針對永磁力矩電機(jī)的工作原理和轉(zhuǎn)矩特性進(jìn)行了研究,從數(shù)學(xué)模型的推導(dǎo)尋求出一種簡單驗證磁路飽和程度的方法。通過對永磁力矩電機(jī)的設(shè)計特點進(jìn)行分析,就削弱大力矩輸出下的磁路飽和問題研究出相應(yīng)的參數(shù)優(yōu)化設(shè)計,同時分析了電機(jī)的損耗和溫度場概況,并針對性的設(shè)計出了一種通用的水冷槽結(jié)構(gòu)設(shè)計方案,最后根據(jù)相應(yīng)的實驗來驗證了仿真分析的正確性。本文通過對永磁力矩電機(jī)數(shù)學(xué)模型的建立,簡要分析了其工作原理和輸出特性,得出研究永磁力矩電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩特性的方法,提出了在大力矩工作條件下電機(jī)磁路必然飽和的問題。根據(jù)相應(yīng)的設(shè)計指標(biāo)完成了一系列尺寸永磁力矩電機(jī)的電磁設(shè)計,并結(jié)合ANSYS MAXWELL軟件對其進(jìn)行模型仿真,依據(jù)仿真結(jié)果驗證設(shè)計的合理性與可行性。結(jié)合軟件仿真得出的轉(zhuǎn)矩特性,選取了多種參數(shù)優(yōu)化設(shè)計方法來削弱永磁力矩電機(jī)磁路的飽和,改善永磁力矩電機(jī)的輸出特性,降低永磁力矩電機(jī)轉(zhuǎn)矩波動,并最終得到具體的優(yōu)化設(shè)計方案。永磁力矩電機(jī)在大力矩輸出的同時往往具有較高的電磁負(fù)荷,由于永磁力矩電機(jī)的應(yīng)用場合限制,其本身尺寸往往較小造成散熱不便,因而局部溫升較為突出。本文簡要分析了永磁力矩電機(jī)的損耗、發(fā)熱和溫度計算,并參考國內(nèi)外各式水冷電機(jī)水冷設(shè)計方案,研究了冷卻水流量、流速、水冷槽結(jié)構(gòu)等因素對溫升和散熱的影響,設(shè)計并改進(jìn)出適合永磁力矩電機(jī)的冷卻槽結(jié)構(gòu)方案。最后在實驗室現(xiàn)有的條件下設(shè)計樣機(jī)并搭建電機(jī)測試平臺,利用轉(zhuǎn)矩測量儀等設(shè)備進(jìn)行實際的力矩特性和相應(yīng)參數(shù)測算,驗證了計算和仿真結(jié)果的正確性。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM359.6

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1230555