本文選題：雙余度　切入點(diǎn)：永磁同步電動(dòng)機(jī)　出處：《天津大學(xué)》2014年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：論文是國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目“各相繞組間低熱耦合無電磁耦合的雙余度永磁同步電動(dòng)機(jī)(DRPMSM)”的子課題,重點(diǎn)研究了雙余度永磁同步電動(dòng)機(jī)隔熱材料設(shè)計(jì),精確電機(jī)模型的建立與電機(jī)的溫升問題。永磁同步電機(jī)以其功率密度大、體積小、控制性能好等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于航空航天裝備、精確制導(dǎo)裝置以及其他精密儀器中。隨著人們對(duì)可靠性和安全性的需求進(jìn)一步提高,傳統(tǒng)永磁電機(jī)越來越不能滿足這一要求,余度電機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。余度電機(jī)雖具有好的容錯(cuò)性能,但仍有很多問題存在,如容錯(cuò)控制較為復(fù)雜,故障時(shí)效率較低,溫升問題突出等。余度電機(jī)的溫升問題成為近年來的研究熱點(diǎn)。進(jìn)行對(duì)于余度電機(jī)損耗計(jì)算與溫度場(chǎng)分析對(duì)了解電機(jī)溫度分布情況以及電機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)有至關(guān)重要的意義。本文以新型雙余度永磁同步電動(dòng)機(jī)為研究對(duì)象,結(jié)合電機(jī)的實(shí)際情況對(duì)比了不同種類的隔熱材料特性和適用性,對(duì)隔熱板的材料進(jìn)行選取。針對(duì)集中繞組的特點(diǎn),作了合理的簡(jiǎn)化,對(duì)定子繞組進(jìn)行了精細(xì)化建模。將每匝導(dǎo)線進(jìn)行等效建模,在定子槽內(nèi)均勻排列,導(dǎo)線漆皮與浸漬漆等效為絕緣,端部繞組與槽內(nèi)繞組排列相同。與傳統(tǒng)的將定子繞組等效為一根銅棒相比。更加符合電機(jī)定子繞組繞線實(shí)際情況。對(duì)DRPMSM帶額定負(fù)載雙余度工作時(shí)和帶0.7倍負(fù)載單余度工作時(shí)兩種工況下的各部件的損耗進(jìn)行了計(jì)算,得到了兩種工況下的三維穩(wěn)態(tài)溫度分布以及關(guān)鍵部件的熱流分布。分析了槽內(nèi)繞組溫度分布的特點(diǎn)及其原因。結(jié)合DRPMSM的特殊結(jié)構(gòu)將仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果表明,DRPMSM具有各相繞組間熱耦合較低,并且引入電機(jī)的特殊部件隔熱板的隔熱效果明顯,分析方法有效。最后,分析了實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果誤差產(chǎn)生的原因。
[Abstract]:This paper is a subproject of the project "Dual-redundancy permanent magnet synchronous motor (DRPMSM) with low heat coupling and no electromagnetic coupling between phase windings" funded by the National Natural Science Foundation of China. The design of insulation material for dual-redundancy permanent magnet synchronous motor (PMSM) is studied emphatically. Permanent magnet synchronous motor (PMSM) is widely used in aerospace equipment because of its high power density, small size and good control performance. In precision guidance devices and other precision instruments, with the increasing demand for reliability and safety, the traditional permanent magnet motors are increasingly unable to meet this requirement. Although the redundant motor has good fault-tolerant performance, there are still many problems, such as the fault tolerant control is more complex, the efficiency of fault is low, The temperature rise of redundant motor has become a hot topic in recent years. It is very important to calculate the loss and analyze the temperature field of the residual motor to understand the temperature distribution and the optimum design of the motor. In this paper, a new type of double redundancy permanent magnet synchronous motor is used as the research object. According to the actual situation of the motor, the characteristics and applicability of different kinds of insulating materials are compared, and the materials of the insulation plate are selected. According to the characteristics of the concentrated winding, the reasonable simplification is made. The stator winding is modeled in fine detail. The equivalent model of each turn wire is arranged evenly in the stator slot, and the wire lacquer is equivalent to the impregnated wire as the insulation. The end windings are arranged in the same order as the inner windings in the slot. Compared with the traditional method, the stator windings are equivalent to a copper rod. It is more in line with the actual situation of winding the stator windings of the motor. When the DRPMSM has dual redundancy with rated load and single load with 0.7 times load, it is more suitable for the winding of the motor stator winding. The loss of each component under two operating conditions is calculated when the redundancy is working. Three dimensional steady state temperature distribution and heat flux distribution of key components are obtained under two working conditions. The characteristics and causes of temperature distribution of winding in slot are analyzed. The simulation results and experimental results are compared with the special structure of DRPMSM. The results show that the thermal coupling between the various phase windings is relatively low in DRPMSM. The heat insulation effect of the special parts of the motor is obvious and the analysis method is effective. Finally, the causes of the error between the experimental results and the simulation results are analyzed.
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TM341

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本文編號(hào)：1565025