發(fā)布時(shí)間：2017-05-04 17:09

  本文關(guān)鍵詞：雙轉(zhuǎn)子永磁容錯(cuò)電機(jī)高功率密度的優(yōu)化設(shè)計(jì)與分析，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：雙轉(zhuǎn)子永磁容錯(cuò)同步電機(jī)同時(shí)兼有雙轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)的高功率密度、高效率特性及多相電機(jī)的高容錯(cuò)特性,在航海、航空、航天等軍工領(lǐng)域以及純電動(dòng)汽車等工業(yè)領(lǐng)域的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)都具有廣泛的應(yīng)用前景,考慮到各領(lǐng)域電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)對(duì)高功率密度電機(jī)的迫切要求,本文重點(diǎn)圍繞影響電機(jī)功率密度的電磁、溫升、機(jī)械等性能開展了研究,具體如下:首先,分析了雙轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)獨(dú)特的結(jié)構(gòu)及工作原理,其可以看作由內(nèi)外兩個(gè)獨(dú)立永磁電機(jī)的合成,給出了該結(jié)構(gòu)電機(jī)由內(nèi)電機(jī)到外電機(jī)的設(shè)計(jì)原則,從而為快速建立電機(jī)的仿真模型提供依據(jù)。其次,對(duì)電機(jī)的齒槽轉(zhuǎn)矩進(jìn)行了分析及優(yōu)化,給出了該結(jié)構(gòu)電機(jī)最優(yōu)極弧系數(shù)組合模型;針對(duì)五種不同功率等級(jí)電機(jī),對(duì)影響電機(jī)功率密度的長徑比參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化分析,給出了長徑比對(duì)不同功率等級(jí)電機(jī)電磁性能的影響規(guī)律及功率密度等性能隨電機(jī)等級(jí)的變化規(guī)律,并得出選取最優(yōu)長徑比的規(guī)律。再次,計(jì)算了最優(yōu)長徑比下五種不同功率等級(jí)電機(jī)的鐵耗、銅耗和永磁體損耗等溫升熱源;建立了不同功率等級(jí)電機(jī)的三維溫度場(chǎng)分析模型,確立電機(jī)各部分的傳熱系數(shù),研究了電機(jī)在自然條件和不同風(fēng)速下的溫升特性,并給出了其變化規(guī)律。然后,考慮到定子為懸臂結(jié)構(gòu),并且定轉(zhuǎn)子之間存在較強(qiáng)的電磁吸引力,這會(huì)引起定子變形;計(jì)算了不同功率等級(jí)電機(jī)定子內(nèi)外表面所受到的徑向電磁力,研究了電機(jī)在不同負(fù)載條件下的機(jī)械特性,并給出定子形變量和應(yīng)力強(qiáng)度的變化規(guī)律。最后,設(shè)計(jì)了一臺(tái)1kW的五相雙轉(zhuǎn)子永磁容錯(cuò)同步電機(jī)樣機(jī),并進(jìn)行了電磁參數(shù)、空載/負(fù)載特性以及溫升等實(shí)驗(yàn)測(cè)試。針對(duì)電機(jī)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了設(shè)計(jì)方法及仿真計(jì)算的正確性,為今后該種電機(jī)的工程應(yīng)用提供參考。
【關(guān)鍵詞】：雙轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī) 容錯(cuò) 電磁特性 溫升特性 機(jī)械特性 優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM351
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 本課題的來源及其研究意義11
• 1.2 國內(nèi)外研究發(fā)展現(xiàn)狀11-17
• 1.2.1 雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的國外研究發(fā)展現(xiàn)狀12-15
• 1.2.2 雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的國內(nèi)研究發(fā)展現(xiàn)狀15-17
• 1.3 本文主要工作17-19
• 第2章 雙轉(zhuǎn)子永磁容錯(cuò)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)原理及設(shè)計(jì)流程19-29
• 2.0 雙轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)19-20
• 2.1 雙轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)的工作原理20-21
• 2.2 雙轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)的容錯(cuò)特性21-22
• 2.3 雙轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)設(shè)計(jì)流程22-26
• 2.3.1 內(nèi)電機(jī)設(shè)計(jì)23-25
• 2.3.2 外電機(jī)的設(shè)計(jì)25-26
• 2.4 雙轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)磁路的選擇26-28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 第3章 雙轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)電磁特性29-47
• 3.1 雙轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩特性分析29-39
• 3.1.1 雙轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)的齒槽轉(zhuǎn)矩分析29
• 3.1.2 雙轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)槽轉(zhuǎn)矩的數(shù)值分析29-31
• 3.1.3 雙轉(zhuǎn)子電機(jī)降低齒槽轉(zhuǎn)矩的方法31-39
• 3.2 雙轉(zhuǎn)子永磁容錯(cuò)電機(jī)電磁性能優(yōu)化分析39-46
• 3.2.1 雙轉(zhuǎn)子永磁容錯(cuò)電機(jī)相關(guān)電磁特性關(guān)系的公式推導(dǎo)39-42
• 3.2.2 雙轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)的長徑比與電磁特性關(guān)系的仿真研究42-46
• 3.3 本章小結(jié)46-47
• 第4章 雙轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)溫升特性47-63
• 4.1 銅耗的計(jì)算47-48
• 4.2 永磁體渦流損耗的分析計(jì)算48-49
• 4.3 鐵心損耗的分析計(jì)算49-52
• 4.3.1 雙轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)的定轉(zhuǎn)子磁密計(jì)算49-51
• 4.3.2 雙轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)的鐵耗計(jì)算方法51-52
• 4.4 轉(zhuǎn)子鐵心損耗的分析計(jì)算52-54
• 4.5 溫升分析54-61
• 4.5.1 邊界的確定55-56
• 4.5.2 定子等效模型56-57
• 4.5.3 傳熱系數(shù)的計(jì)算57-59
• 4.5.4 不同工況下電機(jī)溫升分布59-61
• 4.6 本章小結(jié)61-63
• 第5章 雙轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)機(jī)械特性63-71
• 5.1 雙轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)徑向電磁力的計(jì)算63-67
• 5.1.1 徑向電磁力的常用計(jì)算方法63-64
• 5.1.2 氣隙磁密計(jì)算64-66
• 5.1.3 徑向電磁力的計(jì)算66-67
• 5.2 雙轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)定子應(yīng)力分析67-69
• 5.3 本章小結(jié)69-71
• 第6章 樣機(jī)實(shí)驗(yàn)研究71-79
• 6.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建71-72
• 6.2 電機(jī)電磁參數(shù)的測(cè)量72-73
• 6.3 電機(jī)空載試驗(yàn)73-74
• 6.4 電機(jī)負(fù)載試驗(yàn)74-76
• 6.5 電機(jī)溫升實(shí)驗(yàn)76-77
• 6.6 本章小結(jié)77-79
• 結(jié)論與展望79-81
• 參考文獻(xiàn)81-87
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單87-89
• 致謝89

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