本文關(guān)鍵詞：垂直運動永磁同步電機的優(yōu)化設(shè)計研究

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【摘要】：垂直運動永磁同步直線電機(PMLSM)是一種新型曳引提升結(jié)構(gòu),與傳統(tǒng)曳引結(jié)構(gòu)相比,具有眾多優(yōu)點如提升高度不受限制、空間利用率更高、安全系數(shù)更高等多個方面,然而由于直線電機的特殊結(jié)構(gòu)而引起的端部效應(yīng)、齒槽效應(yīng)等,會引起電機推力波動、控制精度下降等諸多問題,因此對直線電機這些問題的研究格外重要。本文以電機的極槽配合對電機主要性能的影響為主要核心問題,針對垂直運動分數(shù)槽集中繞組永磁同步直線電機,通過解析分析,計算出電機的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)。在設(shè)計樣機的基礎(chǔ)上對16種不同的極槽配合下的電機性能進行了優(yōu)化研究,并對電機的磁阻力、繞組分布和繞組系數(shù)進行了深入研究和計算。通過建立有限元仿真計算模型,主要分析了極槽配合對電機磁場、反電勢、磁阻力、平均推力、推力波動等性能的影響規(guī)律,發(fā)現(xiàn)使用合適的極槽配合能在保持推力性能的前提下,降低電機的推力波動和磁阻力。然后建立了適用于直線電機的電機損耗計算模型,分析了不同極槽配合對電機損耗的影響。在此基礎(chǔ)上,對9槽的8極樣機進行了磁阻力優(yōu)化,通過添加附加齒,從而降低了端部力來降低磁阻力,并詳細對比分析了安裝附加齒后電機磁場、磁阻力、平均推力、推力波動以及損耗性能的影響。通過有限元仿真計算,驗證了極槽配合和附加齒對樣機性能的優(yōu)化效果,為垂直運動永磁直線同步電機的下一步設(shè)計優(yōu)化提供了理論依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：分數(shù)槽集中繞組 永磁直線電機 極槽配合 推力波動 磁場分析 性能分析 損耗分析 有限元 附加齒
【學(xué)位授予單位】：河南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM341
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-16
• 1.1 課題研究的背景及意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 垂直運輸永磁同步直線電機的發(fā)展與應(yīng)用現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 永磁同步直線電機設(shè)計與優(yōu)化現(xiàn)狀12-13
• 1.2.3 分數(shù)槽繞組的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.4 永磁同步直線電機的控制優(yōu)化方法現(xiàn)狀14
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容和任務(wù)14-16
• 1.3.1 電機主要參數(shù)設(shè)計14-15
• 1.3.2 分數(shù)槽繞組極槽配合15
• 1.3.3 PMLSM損耗分析15
• 1.3.4 分數(shù)槽繞組磁阻力分析優(yōu)化15-16
• 2 永磁直線同步電機的基本結(jié)構(gòu)和原理介紹16-22
• 2.1 永磁直線電機的結(jié)構(gòu)及原理16-17
• 2.2 主要尺寸的確定17-20
• 2.3 小結(jié)20-22
• 3 永磁同步直線電機極槽配合特性分析22-42
• 3.1 繞組布局和繞組因數(shù)22-26
• 3.1.1 雙層繞組的繞組分布的確定22-23
• 3.1.2 計算繞組系數(shù)的模型23
• 3.1.3 計算繞組系數(shù)23-25
• 3.1.4 極槽配合選擇25-26
• 3.2 不同極槽配合下永磁直線同步電機的特性計算分析26-41
• 3.2.1 有限元仿真模型26-30
• 3.2.2 氣隙磁場分析30-33
• 3.2.3 反電勢分析33-36
• 3.2.4 推力分析36-41
• 3.3 小結(jié)41-42
• 4 永磁直線同步電機損耗分析42-52
• 4.1 永磁直線同步電機損耗分析模型42-47
• 4.1.1 電機物理模型42-43
• 4.1.2 等效電流層43-44
• 4.1.3 電樞反應(yīng)磁場分析模型44-45
• 4.1.4 渦流損耗分析45-47
• 4.1.5 鐵耗分析47
• 4.2 損耗計算47-50
• 4.2.1 有限元計算驗證47-48
• 4.2.2 不同極槽配合下?lián)p耗分析48-50
• 4.3 小結(jié)50-52
• 5 永磁同步直線電機磁阻力分析與優(yōu)化52-66
• 5.1 磁阻力原理52-54
• 5.2 磁阻力計算54-55
• 5.2.1 磁阻力有限元仿真模型54
• 5.2.2 磁阻力計算結(jié)果分析54-55
• 5.3 磁阻力優(yōu)化方法介紹55-58
• 5.4 附加齒優(yōu)化分析58-61
• 5.4.1 附加齒優(yōu)化原理58-59
• 5.4.2 附加齒安裝位置研究59-61
• 5.5 附加齒仿真結(jié)果分析61-64
• 5.5.1 磁場分析61-62
• 5.5.2 磁阻力優(yōu)化結(jié)果62
• 5.5.3 推力優(yōu)化結(jié)果62-63
• 5.5.4 對損耗的影響63-64
• 5.6 小結(jié)64-66
• 6 總結(jié)與展望66-68
• 6.1 總結(jié)66
• 6.2 展望66-68
• 參考文獻68-72
• 作者簡歷72-74
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集74

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本文編號：608569