發(fā)布時(shí)間：2020-11-21 01:20

　　 永磁電機(jī)因其具有高性能,運(yùn)行可靠以及微型化等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、軍工、航天航空以及汽車等領(lǐng)域。外轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)由于其轉(zhuǎn)子在外,定子在內(nèi),與同尺寸內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)相比,更易獲得較大的氣隙直徑和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,從而獲得更高的轉(zhuǎn)矩密度。相近槽極配合的分?jǐn)?shù)槽永磁電機(jī)具有高轉(zhuǎn)矩密度和低齒槽轉(zhuǎn)矩的優(yōu)點(diǎn)。因此,本文以近極槽永磁電機(jī)為研究對(duì)象,分析了外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)與內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的永磁電機(jī)以及不等定子齒寬對(duì)電機(jī)性能的影響。首先,分析研究了外轉(zhuǎn)子近極槽永磁電機(jī)的基本方程和繞組系數(shù)。并對(duì)槽極配合原則進(jìn)行了研究分析,根據(jù)推導(dǎo)的繞組系數(shù)公式和磁動(dòng)勢(shì)分析法,分析了12槽永磁電機(jī)的繞組系數(shù)和磁動(dòng)勢(shì),并找到了與其相配的極對(duì)數(shù)為5、7時(shí)比較合適。其次,對(duì)外轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)的尺寸,定子槽型,永磁體,轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)及極弧系數(shù)等參數(shù)進(jìn)行初步設(shè)計(jì),建立了12槽10極外轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)有限元模型,設(shè)計(jì)并建立了4種內(nèi)、外轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)模型進(jìn)行對(duì)比分析,分別為外轉(zhuǎn)子等齒寬電機(jī),外轉(zhuǎn)子不等齒寬電機(jī),內(nèi)轉(zhuǎn)子等齒寬電機(jī)和內(nèi)轉(zhuǎn)子不等齒寬電機(jī)。分析比較了四種電機(jī)的電磁性能得出12槽10極外轉(zhuǎn)子不等定子齒寬永磁電機(jī)的性能最佳。最后,針對(duì)近極槽外轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)磁路易飽和的局限性,分析了隔齒繞組近極槽外轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)的磁場(chǎng)分布與齒磁密特點(diǎn),得出采用不等齒寬結(jié)構(gòu)可以通過降低電樞齒的局部齒飽和提高電機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸出能力。以性能較好的12槽10極外轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)為例設(shè)計(jì)了五種不同定子齒寬方案進(jìn)行仿真驗(yàn)證。并從繞組系數(shù)和齒局部飽和兩方面分析了不等齒提高電機(jī)轉(zhuǎn)矩密度的原因。
【學(xué)位單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TM351
【部分圖文】：

（a）內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)剖面圖 （b）外轉(zhuǎn)子電機(jī)剖面圖圖 1-1 內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖綜合以上性能特點(diǎn)分析，擬選擇外轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)作為研究重點(diǎn)。外轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域主要為家用電器，汽車電氣傳動(dòng)，數(shù)控機(jī)床域。在機(jī)器人，特種設(shè)備，航天航空等對(duì)重量體積要求嚴(yán)格的領(lǐng)域也有較多用。目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)外轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)的研究越來越多，國(guó)外一般采用外徑的 2,4 和 6 極外轉(zhuǎn)子電機(jī)，廣泛應(yīng)用于抽油煙機(jī)，儀表和換氣扇等電器中[可應(yīng)用于風(fēng)機(jī)中，圖 1-2 為外轉(zhuǎn)子風(fēng)機(jī)實(shí)物圖。目前，外轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)因其性能推廣應(yīng)用到電動(dòng)汽車中，實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能，低噪聲和微型化驅(qū)動(dòng)。201國(guó)首輛 18 米純電動(dòng)客車在北京長(zhǎng)安街 57 路公交運(yùn)營(yíng)線路上投入運(yùn)行，該款源電動(dòng)車采用的就是外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的永磁電機(jī)[17]。

圖 1-2 外轉(zhuǎn)子風(fēng)機(jī)磁電機(jī)的研究現(xiàn)狀步事關(guān)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)事業(yè)的發(fā)展度，高功率密度以及高工作效率的電機(jī)研究中，由于近極槽永磁電機(jī)在相同條更高的效率。同時(shí)其兼具繞組端部短，。因此在對(duì)近極槽永磁電機(jī)的研究中，投入了大量的人力物力，并取得了一定數(shù)搭配是電機(jī)獲得良好性能的前提。近構(gòu)及工作原理進(jìn)行深入研究，得出了近規(guī)則。文獻(xiàn)[18-19]歸納了三相永磁電機(jī)律，并進(jìn)一步拓展了電機(jī)的槽極配合表極配合，并提出將整數(shù)槽電機(jī)替換為近文獻(xiàn)[21-22]指出繞組系數(shù)是衡量電機(jī)性

華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文設(shè)計(jì)了不同功率等級(jí)的永磁電機(jī)，分別為 7.5kW、18.5kW 及 55 kW 的永磁電。哈爾濱工業(yè)大學(xué)吳世華設(shè)計(jì)了峰值功率為 12kW，額定轉(zhuǎn)速下轉(zhuǎn)矩最高 235·m 的外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)永磁電機(jī)，其額定運(yùn)行效率為 91.4%，如圖 1-3 所示[47]。
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本文編號(hào)：2892298