本文關(guān)鍵詞：加載用無鐵心直線永磁同步電機(jī)及其冷卻系統(tǒng)的研究

  更多相關(guān)文章： 無鐵心直線永磁同步電機(jī) 冷卻水套 制動(dòng)力波動(dòng)率 制動(dòng)力密度 溫升特性

【摘要】：隨著直線電機(jī)理論和應(yīng)用的不斷發(fā)展,對(duì)直線電機(jī)的性能提出了更高的標(biāo)準(zhǔn),準(zhǔn)確的測(cè)試直線電機(jī)的性能變得十分重要,直線電機(jī)測(cè)試平臺(tái)因此產(chǎn)生,測(cè)試中加載實(shí)驗(yàn)是一個(gè)重要的環(huán)節(jié),加載電機(jī)的性能優(yōu)劣直接影響測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。對(duì)于無鐵心直線永磁同步電機(jī),本文提出了一種新型冷卻結(jié)構(gòu),在電機(jī)初級(jí)線圈中間布置冷卻水套,冷卻水套由不導(dǎo)磁但導(dǎo)電的不磁鋼材料制成,并根據(jù)冷卻水套的安裝位置不同,將其分為中間冷卻結(jié)構(gòu)電機(jī)和兩邊冷卻結(jié)構(gòu)電機(jī)。在加載實(shí)驗(yàn)中,加載電機(jī)提供的制動(dòng)力分為兩部分,一部分是冷卻水套中感應(yīng)產(chǎn)生的與電機(jī)運(yùn)行方向相反的渦流制動(dòng)力,另一部分是電機(jī)三相繞組通電產(chǎn)生的電磁制動(dòng)力。本文對(duì)該電機(jī)進(jìn)行如下幾個(gè)方面的研究:首先,運(yùn)用解析方法得到了冷卻水套內(nèi)渦流密度和渦流制動(dòng)力的解析表達(dá)式,用有限元法驗(yàn)證了解析法的正確性。分析了冷卻水套參數(shù)對(duì)渦流制動(dòng)力的影響,對(duì)比了兩種不同冷卻結(jié)構(gòu)電機(jī)的渦流制動(dòng)力,為后續(xù)分析提供了理論基礎(chǔ)。其次,對(duì)兩種采用不同冷卻結(jié)構(gòu)的電機(jī)分別建立了有限元模型,以制動(dòng)力波動(dòng)率和制動(dòng)力密度為目標(biāo),按照從磁場(chǎng)到制動(dòng)力的優(yōu)化思路,對(duì)電機(jī)的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化,按照優(yōu)化結(jié)果加工了一臺(tái)樣機(jī)并進(jìn)行了靜態(tài)實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了有限元優(yōu)化方法的正確性。再次,研究了中間冷卻結(jié)構(gòu)加載用無鐵心直線永磁同步電機(jī)的設(shè)計(jì)方法,推導(dǎo)出電機(jī)的主要尺寸關(guān)系式,闡述了電機(jī)次級(jí)部件的設(shè)計(jì)要點(diǎn),研究了冷卻水套厚度的確定方法及線圈寬度與線圈間距的配合規(guī)律,并給出了冷卻水套結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的優(yōu)化方法。最后,建立了電機(jī)溫度場(chǎng)的三維有限元模型,研究了無水冷時(shí)和有水冷時(shí)的電機(jī)溫升特性,對(duì)短時(shí)工作制下的電機(jī)溫升特性進(jìn)行了分析,進(jìn)行了電機(jī)的溫升特性實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了此種冷卻結(jié)構(gòu)的可行性。
【關(guān)鍵詞】：無鐵心直線永磁同步電機(jī) 冷卻水套 制動(dòng)力波動(dòng)率 制動(dòng)力密度 溫升特性
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM341
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-18
• 1.1 課題的背景與意義9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 ILPMLSM的初級(jí)繞組10-11
• 1.2.2 ILPMLSM的次級(jí)結(jié)構(gòu)11-12
• 1.3 ILPMLSM關(guān)鍵問題分析12-16
• 1.3.1 ILPMLSM的設(shè)計(jì)與優(yōu)化12-13
• 1.3.2 ILPMLSM的冷卻系統(tǒng)13-16
• 1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容16-18
• 第2章 加載用ILPMLSM渦流制動(dòng)力的解析分析18-30
• 2.1 引言18
• 2.2 加載用ILPMLSM的結(jié)構(gòu)和原理18-19
• 2.3 冷卻水套中渦流密度的求解19-22
• 2.4 冷卻水套中渦流制動(dòng)力的求解22-29
• 2.4.1 渦流制動(dòng)力的解析表達(dá)式22-25
• 2.4.2 兩種初級(jí)結(jié)構(gòu)渦流制動(dòng)力的比較25-26
• 2.4.3 電機(jī)尺寸對(duì)渦流制動(dòng)力的影響26-28
• 2.4.4 其他參數(shù)對(duì)渦流制動(dòng)力的影響28-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 第3章 加載用ILPMLSM的優(yōu)化30-47
• 3.1 引言30
• 3.2 優(yōu)化流程及有限元模型的建立30-34
• 3.2.1 優(yōu)化流程30-33
• 3.2.2 有限元模型的建立33-34
• 3.3 次級(jí)參數(shù)的優(yōu)化34-38
• 3.3.1 極距的優(yōu)化34-36
• 3.3.2 氣隙長(zhǎng)度的優(yōu)化36
• 3.3.3 主永磁體寬度系數(shù)的優(yōu)化36-37
• 3.3.4 永磁體厚度的優(yōu)化37-38
• 3.4 初級(jí)參數(shù)的優(yōu)化38-42
• 3.4.1 線圈間距的優(yōu)化38-39
• 3.4.2 線圈寬度的優(yōu)化39-40
• 3.4.3 冷卻水套厚度的優(yōu)化40-42
• 3.4.4 冷卻水道間距的優(yōu)化42
• 3.5 加載用ILPMLSM的靜態(tài)試驗(yàn)42-46
• 3.6 本章小結(jié)46-47
• 第4章 加載用ILPMLSM設(shè)計(jì)方法的研究47-58
• 4.1 引言47
• 4.2 主要設(shè)計(jì)流程47-48
• 4.3 電機(jī)主要尺寸的確定48-50
• 4.4 電機(jī)次級(jí)的設(shè)計(jì)50-51
• 4.4.1 永磁體陣列的設(shè)計(jì)50
• 4.4.2 軛板尺寸的確定50-51
• 4.5 電機(jī)初級(jí)的設(shè)計(jì)51-57
• 4.5.1 初級(jí)繞組的設(shè)計(jì)51-52
• 4.5.2 水冷系統(tǒng)參數(shù)的選取52-55
• 4.5.3 冷卻水套結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化55-57
• 4.6 本章小結(jié)57-58
• 第5章 加載用ILPMLSM溫升特性分析58-67
• 5.1 引言58
• 5.2 加載用ILPMLSM的溫升計(jì)算58-61
• 5.2.1 強(qiáng)制對(duì)流換熱系數(shù)的計(jì)算58-59
• 5.2.2 冷卻水道壓力損失的計(jì)算59-60
• 5.2.3 有限元分析流程60-61
• 5.3 電機(jī)的溫升特性分析61-63
• 5.3.1 無水冷電機(jī)和有水冷電機(jī)的溫升特性對(duì)比61-62
• 5.3.2 進(jìn)出口壓力差對(duì)溫升特性的影響62-63
• 5.4 周期工作制下的熱特性分析63-64
• 5.5 電機(jī)溫升特性實(shí)驗(yàn)64-66
• 5.6 本章小結(jié)66-67
• 結(jié)論67-68
• 參考文獻(xiàn)68-72
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果72-74
• 致謝74

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：779408