【摘要】：高速永磁同步電機具有啟動快、效率高、功率密度高、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)良的性能,并且高速永磁同步電機的研制和相關(guān)技術(shù)的推廣應用已給工業(yè)領域的高端驅(qū)動和高效節(jié)能技術(shù)帶來一場革命。高速永磁電機體積小,熱源密度大,其散熱比常規(guī)電機困難,可能導致轉(zhuǎn)子永磁體退磁,還有可能導致電機內(nèi)的溫升過高,從而損壞電機內(nèi)的絕緣。在高頻供電方式下,定子區(qū)域的鐵耗比電機內(nèi)的其它電磁損耗要大得多,因此對高速永磁同步電動機定子區(qū)域的鐵心損耗進行比較深入的研究是很有意義的。本文針對高速永磁同步電機定子區(qū)域的鐵心損耗問題,介紹了永磁電機的的基本分類、基本結(jié)構(gòu)及工作原理,分析鐵磁材料鐵心損耗產(chǎn)生的機理,根據(jù)電磁場的基本知識,建立了求解電機定子鐵心損耗的數(shù)學模型。根據(jù)設計方案,在二維瞬態(tài)場中建立一臺功率250k W的2極24槽高速永磁同步電動機有限元分析模型,計算分析了電機的電磁性能,主要包括氣隙磁密,反電勢波形、電磁力和齒槽轉(zhuǎn)矩,有限元得出的結(jié)果符合電機設計的要求。對定子鐵心進行區(qū)域劃分,在各個區(qū)域內(nèi)取幾個典型位置,并計算分析了各典型位置的徑向磁密與切向磁密的變化規(guī)律。采用三種方案計算高速永磁同步電機在額定工況下定子區(qū)域的鐵心損耗。計算了定子鐵心不同區(qū)域的鐵耗密度,分析其分布規(guī)律,研究了磁場頻率對高速電機定子鐵心損耗的影響。
【學位授予單位】：哈爾濱理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TM341
【圖文】：

a) 凸出式 b) 插入式圖 2-1 表貼式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)Fig. 2-1 Surface Mount Rotor Structurec) 切向式 d) 徑向式圖 2-2 內(nèi)置式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)Fig. 2-2 Built-in rotor structure原理步電機的工作原理是轉(zhuǎn)子上的勵磁繞組建立恒定磁場

-8-c) 切向式 d) 徑向式圖 2-2 內(nèi)置式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)Fig. 2-2 Built-in rotor structure原理步電機的工作原理是轉(zhuǎn)子上的勵磁繞組建立恒定磁場轉(zhuǎn)磁場相互交鏈，拖動轉(zhuǎn)子運行。在運行原理方面，同步電機相似，只不過建立轉(zhuǎn)子磁場的是轉(zhuǎn)子上的永高速永磁電機的定子三相繞組通入三相對稱的交流電同頻率的旋轉(zhuǎn)磁場與永磁體建立的恒定磁場相互交鏈，逐步實現(xiàn)以同步速運轉(zhuǎn)。

圖 2-3 不同頻率下?lián)p耗曲線Fig. 2-3 core loss curves at different frequencies本章小結(jié)本章主要對永磁電機的相關(guān)知識及鐵磁材料的性質(zhì)做了全面的敘述磁同步電機的的基本分類、基本結(jié)構(gòu)及工作原理。著重闡述了鐵磁損耗、經(jīng)典渦流損耗和異常渦流損耗產(chǎn)生的機理及相應的數(shù)學模型子區(qū)域鐵耗的兩種數(shù)學模型，模型一是只計算定子區(qū)域中交變磁場，模型二是不僅計算定子區(qū)域中交變磁場生成的鐵耗還計算定子區(qū)旋轉(zhuǎn)磁場生成的鐵耗。本章主要為后文高速永磁同步電機二維有限立及全面的研究定子鐵心損耗的分布規(guī)律提供理論指導。

【參考文獻】

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1 楊凱辰;楊文煥;王峰;季莉莉;;RMxprt在三相異步電動機中的2D電磁場分析[J];電子科技;2015年10期

2 肖成東;趙海森;張冬冬;姚鵬;;變頻供電條件下異步電機空載磁場及損耗分布特點[J];電機與控制應用;2015年03期

3 董劍寧;黃允凱;金龍;林鶴云;;高速永磁電機設計與分析技術(shù)綜述[J];中國電機工程學報;2014年27期

4 沈建新;李鵬;郝鶴;楊光;;高速永磁無刷電機電磁損耗的研究概況(英文)[J];中國電機工程學報;2013年03期

5 孔曉光;王鳳翔;邢軍強;;高速永磁電機的損耗計算與溫度場分析[J];電工技術(shù)學報;2012年09期

6 唐麗嬋;齊亮;;永磁同步電機的應用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J];裝備機械;2011年01期

7 江善林;鄒繼斌;徐永向;梁維燕;;考慮旋轉(zhuǎn)磁通和趨膚效應的變系數(shù)鐵耗計算模型[J];中國電機工程學報;2011年03期

8 趙海森;羅應立;劉曉芳;Ren.H Wang;陳偉華;;異步電機空載鐵耗分布的時步有限元分析[J];中國電機工程學報;2010年30期

9 崔楊;胡虔生;黃允凱;;任意頻率正弦波條件下鐵磁材料損耗計算[J];微電機;2007年08期

10 張洪亮;鄒繼斌;;考慮旋轉(zhuǎn)磁通的PMSM鐵心損耗數(shù)值計算[J];電機與控制學報;2007年04期

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1 杜光輝;兆瓦級高速永磁電機關(guān)鍵問題研究[D];沈陽工業(yè)大學;2015年

2 江善林;高速永磁同步電機的損耗分析與溫度場計算[D];哈爾濱工業(yè)大學;2010年

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

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1 劉書齊;SPWM變頻器供電下永磁同步電動機鐵耗分析[D];哈爾濱理工大學;2015年

2 李玉梅;考慮電工鋼片旋轉(zhuǎn)磁特性的感應電機鐵心損耗問題研究[D];沈陽工業(yè)大學;2013年

本文編號：2772634