隨著太陽能無人機(jī)高空長續(xù)航作業(yè)能力的不斷提升,推進(jìn)系統(tǒng)也逐漸向著輕量化和高效化發(fā)展,即要求推進(jìn)系統(tǒng)用電機(jī)兼具高效率和高轉(zhuǎn)矩密度的特點。本文以高效率高轉(zhuǎn)矩密度永磁同步電機(jī)為研究對象,對其電磁及熱特性開展研究。建立永磁同步電機(jī)參數(shù)化模型,基于模型分析電機(jī)主要尺寸對電機(jī)轉(zhuǎn)矩和效率的影響規(guī)律;基于有限元分析,探究電機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)對電機(jī)轉(zhuǎn)矩和損耗等性能的影響;采用繞組插有熱管的電機(jī)散熱方式,對電機(jī)熱特性進(jìn)行優(yōu)化,并分析熱管散熱對電機(jī)轉(zhuǎn)矩密度和效率的影響;制作實驗樣機(jī),對樣機(jī)開展電磁和熱特性實驗驗證,并分析實驗結(jié)果與設(shè)計值之間誤差的原因。首先,以電機(jī)的“徑長比”和“反裂比”兩個主要尺寸參數(shù)為基礎(chǔ),構(gòu)建了電機(jī)的參數(shù)化模型;基于該模型分析轉(zhuǎn)矩、效率、質(zhì)量和熱負(fù)荷隨電機(jī)主要尺寸參數(shù)的變化規(guī)律;探究質(zhì)量和熱負(fù)荷邊界條件下電機(jī)主要尺寸參數(shù)的選取范圍以及轉(zhuǎn)矩和效率的變化規(guī)律;分析不同熱負(fù)荷邊界條件對電機(jī)轉(zhuǎn)矩和效率的影響;根據(jù)分析結(jié)果,初步確定電機(jī)主要尺寸。其次,在確定電機(jī)主要尺寸的基礎(chǔ)上,基于有限元分析,研究電機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)對轉(zhuǎn)矩和損耗的影響,主要包括極槽配合對電機(jī)轉(zhuǎn)矩、效率、質(zhì)量和熱負(fù)荷的影響分析;槽口尺寸（槽口寬... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題的背景與意義
    1.2 太陽能無人機(jī)及其推進(jìn)系統(tǒng)用電機(jī)研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 高效率高轉(zhuǎn)矩密度永磁同步電機(jī)研究方向現(xiàn)狀
        1.3.1 損耗計算
        1.3.2 溫升計算和繞組散熱優(yōu)化
        1.3.3 結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化和新材料應(yīng)用
    1.4 本論文主要研究內(nèi)容
第2章 基于參數(shù)化模型的電機(jī)電磁特性分析
    2.1 引言
    2.2 永磁同步電機(jī)參數(shù)化模型
        2.2.1 永磁同步電機(jī)主要尺寸參數(shù)
        2.2.2 永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩參數(shù)化模型
        2.2.3 永磁同步電機(jī)效率參數(shù)化模型
        2.2.4 永磁同步電機(jī)質(zhì)量和熱負(fù)荷參數(shù)化模型
    2.3 基于參數(shù)化模型的電機(jī)轉(zhuǎn)矩和效率變化規(guī)律分析
        2.3.1 電機(jī)轉(zhuǎn)矩和效率隨主要尺寸變化規(guī)律分析
        2.3.2 邊界條件下電機(jī)轉(zhuǎn)矩和效率變化規(guī)律分析
        2.3.3 熱負(fù)荷對電機(jī)轉(zhuǎn)矩和效率影響分析
    2.4 本章小結(jié)
第3章 電機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)對轉(zhuǎn)矩和損耗影響分析
    3.1 引言
    3.2 極槽配合對電機(jī)轉(zhuǎn)矩和損耗影響分析
    3.3 槽口尺寸對電機(jī)轉(zhuǎn)矩和損耗影響分析
    3.4 磁極結(jié)構(gòu)和尺寸對電機(jī)轉(zhuǎn)矩和損耗影響分析
        3.4.1 普通SPM極弧系數(shù)對轉(zhuǎn)矩和損耗影響分析
        3.4.2 Halbach陣列磁極的氣隙磁密分布
        3.4.3 Halbach陣列磁極角度比對轉(zhuǎn)矩和損耗影響分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 熱管散熱的電機(jī)熱特性分析
    4.1 引言
    4.2 永磁同步電機(jī)定子熱網(wǎng)絡(luò)模型
        4.2.1 熱源和熱容計算
        4.2.2 熱阻分類和計算
        4.2.3 熱平衡方程組求解
    4.3 燒結(jié)性熱管熱特性實驗與模型
        4.3.1 燒結(jié)性熱管熱特性實驗與分析
        4.3.2 燒結(jié)性熱管散熱系統(tǒng)熱模型
    4.4 熱管散熱對電機(jī)電磁及熱特性影響分析
        4.4.1 熱管散熱對繞組溫升和銅耗影響分析
        4.4.2 熱管位置對繞組溫升和銅耗影響分析
        4.4.3 熱管散熱對電機(jī)轉(zhuǎn)矩和效率影響分析
    4.5 基于熱管散熱的電機(jī)熱有限元分析驗證
    4.6 本章小結(jié)
第5章 高效率高轉(zhuǎn)矩密度永磁同步電機(jī)實驗分析
    5.1 引言
    5.2 電機(jī)基本參數(shù)和負(fù)載實驗平臺
    5.3 電機(jī)空載損耗測量與分析
    5.4 電機(jī)線反電勢常數(shù)和電磁轉(zhuǎn)矩常數(shù)測量與分析
    5.5 電機(jī)效率測量與分析
    5.6 電機(jī)溫升測量與分析
    5.7 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]短時高過載無槽圓筒型永磁直線電機(jī)電磁及溫升特性研究[D]. 黃旭珍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[2]高速永磁同步電機(jī)的損耗分析與溫度場計算[D]. 江善林.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010

碩士論文
[1]高功率密度永磁電機(jī)的損耗及溫升特性的研究[D]. 黃旭珍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008



本文編號：3043980