【摘要】：弧線電機是一種可以驅(qū)動負(fù)載在有限角度內(nèi)沿圓弧線做往復(fù)運動的特種電機,它兼有直線電機和旋轉(zhuǎn)電機的特點。這種電機結(jié)構(gòu)較為簡單,可靠性很高,響應(yīng)速度較快,是一種新型的動力裝置,受到人們的廣泛關(guān)注。本文針對應(yīng)用在翼閘門機的驅(qū)動系統(tǒng),開發(fā)研究一種弧線永磁同步電動機,并以其為研究對象,對電機的運行原理、結(jié)構(gòu)尺寸、工作性能進(jìn)行分析,采用分段式二維有限元法簡化計算,針對極槽配合、永磁體形狀尺寸和初級鐵心的結(jié)構(gòu)尺寸等方面對電機性能的影響進(jìn)行研究。文章主要針對弧線永磁同步電動機的設(shè)計和性能分析展開工作,主要包括以下幾個方面:首先,詳細(xì)介紹了弧線永磁同步電動機的結(jié)構(gòu)特點及其工作原理,提出并介紹了新型初級繞組支架結(jié)構(gòu),給出了弧線永磁同步電動機的設(shè)計方案和步驟。采用場路結(jié)合的方法對電機磁路進(jìn)行計算,確定了電機各部分的尺寸并驗證了其合理性。編寫基于VB.NET程序語言弧線電機電磁計算程序,并得出合理的計算方案。其次,運用Ansoft有限元分析軟件,分別采用三維有限元法和分段式二維有限元法對弧線電機的電磁性能進(jìn)行分析,通過對比分析結(jié)果可知分段式二維有限元法在保證分析準(zhǔn)確度的前提下,可以有效降低運算量,減少運算時間。最后,從電機極槽數(shù)配合、永磁體的形狀尺寸、極弧系數(shù)及初級結(jié)構(gòu)、槽口系數(shù)等結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)對電機電磁性能的影響進(jìn)行分析。通過本文的研究與分析為以后弧線電機理論和設(shè)計提供了一定的理論指導(dǎo)。
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM341
【圖文】：

們在推動科技進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時，逐步加大對環(huán)減排也上升到國家政策層面，無論是人們的日常生活環(huán)保意識。這使得節(jié)能高效環(huán)保的動力系統(tǒng)設(shè)備的研電機作為一種重要的動力系統(tǒng)設(shè)備，其發(fā)展的急迫性術(shù)的進(jìn)步，電機設(shè)計理論的不斷更新，新材料科學(xué)的電機已經(jīng)很難滿足特殊應(yīng)用場合的需求，因此特種電、響應(yīng)速度快、高效高精度的特種電機已經(jīng)成為電機中，需要電機驅(qū)動負(fù)載在特定角度內(nèi)沿弧線做往復(fù)運遠(yuǎn)鏡等設(shè)備[1]。尤其是隨著公共交通、公共生活的發(fā)序、降低安全風(fēng)險的設(shè)備，已經(jīng)在火車站、地鐵、小翼閘門機通常采用直流電機配合機械或電子結(jié)構(gòu)驅(qū)動運動，如圖 1.1 所示。這就會造成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，效率且增加了安裝維護(hù)的難度。

如圖 2.1 所示。進(jìn)而，將原旋轉(zhuǎn)電機的定子側(cè)定義為初級，轉(zhuǎn)子側(cè)定義為次級。多臺弧線電機首尾相連可以構(gòu)成一臺完整的旋轉(zhuǎn)電機，然而其結(jié)構(gòu)原理和直線電機相似，因此將其定義為一種特殊的直線電機。定子轉(zhuǎn)子次級初級初級次級旋轉(zhuǎn)電機 直線電機 弧線電機圖 2.1 弧線電機結(jié)構(gòu)示意圖Fig. 2.1 Structure chart of arc motor由于本文所設(shè)計的弧線電機應(yīng)用在翼閘門機驅(qū)動系統(tǒng)中，因此對電機的安裝尺寸有嚴(yán)格的限制，并且要求電機有足夠大的電磁推力。結(jié)合上述要求，本文所設(shè)計的弧線永磁同步電動機采用軸向磁通結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)如圖 2.2 所示。

圖 2.4 軸向磁通弧線永磁同步電機初級結(jié)構(gòu)圖Fig. 2.4 Structure chart of axial flux arc PMSM’s primary2 弧線永磁同步電動機的基本工作原理弧線永磁同步電動機在繼承雙邊型永磁同步直線電機和盤式永磁同步電機結(jié)構(gòu)時，在原理上也有很多相似之處[31]。電機學(xué)的基本理論在弧線永磁同步電機上適用，本節(jié)將從盤式電機的基本工作原理出發(fā)，引申出弧線永磁同步電機的基原理。與盤式電機工作原理相似，弧線電機的三相繞組 A、B、C 中通入Ai 、Bi 、Ci 稱正弦電流后，也會產(chǎn)生氣隙磁場[32-33]。由于弧線電機的鐵心兩端開斷使得電不連續(xù)，各相繞組之間產(chǎn)生不同的互感，從而引起弧線電機具有直線電機所共向端部效應(yīng)[34-35]。當(dāng)不考慮由于鐵心兩端開斷而引起的縱向邊端效應(yīng)時，這個場的分布情況與盤式電機相似，即可看成沿周向圓弧呈正弦形分布。當(dāng)三相電間變化時，氣隙磁場將按 A、B、C 相序沿弧線移動。其行波磁場的移動速度sn

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2774278