發(fā)布時(shí)間：2017-12-01 21:09

  本文關(guān)鍵詞：無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)電磁設(shè)計(jì)及齒槽轉(zhuǎn)矩研究

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【摘要】：近年來(lái),無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)(Brushless Direct Current Motor,BLDCM)以其體積小、效率高、維護(hù)方便、無(wú)勵(lì)磁損耗以及調(diào)速性能好等優(yōu)點(diǎn)越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于高性能的速度和位置控制系統(tǒng)中;然而由于永磁體和有槽電樞鐵芯相互作用產(chǎn)生齒槽轉(zhuǎn)矩,進(jìn)而產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲,影響了控制系統(tǒng)的精度。因此,對(duì)BLDCM的設(shè)計(jì)和齒槽轉(zhuǎn)矩的研究都具有十分重要的意義。本文首先介紹了BLDCM的發(fā)展概況,綜述了BLDCM的研究現(xiàn)狀,并重點(diǎn)對(duì)BLDCM的本體設(shè)計(jì)及齒槽轉(zhuǎn)矩的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了闡述。其次,在BLDCM基本結(jié)構(gòu)及工作原理的基礎(chǔ)上,對(duì)BLDCM電磁設(shè)計(jì)中的幾個(gè)重要的基本物理公式進(jìn)行了詳細(xì)的推導(dǎo);深入分析了BLDCM齒槽轉(zhuǎn)矩的成因及相應(yīng)的削弱方法。再次,以BLDCM的電磁設(shè)計(jì)理論為基礎(chǔ),用手工計(jì)算法設(shè)計(jì)了一臺(tái)額定功率30W、額定電壓24V、額定轉(zhuǎn)速1350rpm的連續(xù)運(yùn)行的BLDCM,并用RMxprt設(shè)計(jì)軟件驗(yàn)證了設(shè)計(jì)結(jié)果的合理性,給出該BLDCM的有限元分析結(jié)果。最后,針對(duì)所設(shè)計(jì)的BLDCM齒槽轉(zhuǎn)矩幅值過(guò)大的特點(diǎn),從兩個(gè)角度研究了削弱其幅值的方法,即改變單一參數(shù)和優(yōu)化組合參數(shù)。在改變單一參數(shù)削弱齒槽轉(zhuǎn)矩的研究中,分析了槽口寬度、定子添加輔助槽及不等厚磁極對(duì)齒槽轉(zhuǎn)矩的影響,研究了上述參數(shù)的變化對(duì)電機(jī)其他性能(空載氣隙磁密、空載反電動(dòng)勢(shì)及負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)矩、電流)的影響;結(jié)果表明,改變這三種單一參數(shù)可以不同程度地削弱齒槽轉(zhuǎn)矩幅值大小且對(duì)電機(jī)的其他性能也有一定的影響。在優(yōu)化組合參數(shù)削弱齒槽轉(zhuǎn)矩的研究中,以參數(shù)優(yōu)化理論為基礎(chǔ),通過(guò)編寫(xiě)遺傳算法程序來(lái)建立相應(yīng)的優(yōu)化模型,經(jīng)過(guò)計(jì)算得到了最優(yōu)的組合參數(shù)值,并將此值與Maxwell2D自帶的遺傳算法優(yōu)化的結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。在上述基礎(chǔ)上,運(yùn)用有限元法分析了組合參數(shù)的改變對(duì)BLDCM齒槽轉(zhuǎn)矩及其他性能的影響。結(jié)果表明,組合參數(shù)的改變能夠在不嚴(yán)重影響電機(jī)其他性能的前提下較好地削弱齒槽轉(zhuǎn)矩的幅值大小。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM33

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

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本文編號(hào)：1242450