直驅(qū)式數(shù)控機床轉(zhuǎn)臺采用直驅(qū)式永磁電機（Direct-drive Permanent Magnet Synchronous Motor,DD-PMSM）直接驅(qū)動,與傳統(tǒng)數(shù)控轉(zhuǎn)臺的“機械傳動機構(gòu)+高速伺服電機”相比,由于DD-PMSM機械傳動鏈為零,因此不存在機械傳動鏈所固有的摩擦、磨損及潤滑油跑、冒、滴、漏等問題,運行效率也遠高于傳統(tǒng)傳動形式的數(shù)控機床轉(zhuǎn)臺。將現(xiàn)有永磁同步電機（簡稱永磁電機）直接安裝于數(shù)控機床轉(zhuǎn)臺中,會出現(xiàn)以下兩方面問題:①轉(zhuǎn)矩密度偏�。壳坝来烹姍C轉(zhuǎn)矩密度一般僅為50kNm/m3）所導致的數(shù)控機床切削能力不足;②四周密閉的數(shù)控機床轉(zhuǎn)臺會造成永磁電機內(nèi)部熱量無法散出,直接導致定子繞組燒毀和轉(zhuǎn)子永磁體失磁。針對上述問題,本文設(shè)計出一種轉(zhuǎn)矩密度高達65kNm/m3且可對其進行水冷的數(shù)控機床轉(zhuǎn)臺用DD-PMSM,可有效解決現(xiàn)有永磁電機的上述不足。本文首先概述了現(xiàn)有永磁電機的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,闡述了永磁電機的機電結(jié)構(gòu)、溫度場計算及冷卻系統(tǒng)設(shè)計方法,通過ABC三相坐標系下永磁電機的電磁場數(shù)學模型,建立了轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)而坐標系下永磁電機的轉(zhuǎn)矩方程,并給出適于DD-PMSM的最佳磁路結(jié)構(gòu)。... 

【文章來源】：大連交通大學遼寧省

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究的背景及意義
    1.2 永磁電機特點及研究現(xiàn)狀
        1.2.1 永磁電機結(jié)構(gòu)設(shè)計研究
        1.2.2 永磁電機溫度場計算研究
        1.2.3 永磁電機冷卻系統(tǒng)研究
    1.3 本文提出的DD-PMSM機電結(jié)構(gòu)及冷卻系統(tǒng)
    1.4 本文主要研究內(nèi)容
第二章 永磁電機模型建立和磁路分析
    2.1 永磁電機定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)
    2.2 旋轉(zhuǎn)坐標系下永磁電機電磁模型
    2.3 等效磁路
        2.3.1 永磁體等效成磁通源或磁動勢源
        2.3.2 外磁路的等效磁路
    本章小結(jié)
第三章 高轉(zhuǎn)矩密度DD-PMSM設(shè)計與優(yōu)化
    3.1 設(shè)計目標
    3.2 選取電磁負荷
    3.3 選取氣隙長度
    3.4 主要尺寸設(shè)計
    3.5 永磁體設(shè)計
        3.5.1 永磁體材料選擇
        3.5.2 永磁體磁極對數(shù)選擇
        3.5.3 永磁體外形尺寸計算
    3.6 定子槽形選擇
    3.7 分數(shù)槽繞組設(shè)計
    3.8 DD-PMSM優(yōu)化
        3.8.1 定子槽形尺寸優(yōu)化
        3.8.2 永磁體厚度優(yōu)化
        3.8.3 氣隙長度優(yōu)化
    本章小結(jié)
第四章 DD-PMSM電磁場有限元分析
    4.1 基于Maxwell電磁場有限元模型
        4.1.1 DD-PMSM有限元模型搭建
        4.1.2 網(wǎng)格剖分
        4.1.3 求解及后處理
    4.2 空載仿真
    4.3 負載運行仿真
    4.4 損耗分析
        4.4.1 定子鐵心損耗
        4.4.2 繞組銅損
        4.4.3 永磁體渦流損耗
    4.5 效率Map圖
    本章小結(jié)
第五章 DD-PMSM溫升分析與計算
    5.1 DD-PMSM溫升傳熱學基礎(chǔ)
        5.1.1 熱傳導
        5.1.2 熱對流
        5.1.3 熱輻射
    5.2 DD-PMSM內(nèi)部熱量傳遞
        5.2.1 定子內(nèi)側(cè)單散熱面換熱
        5.2.2 氣隙換熱
        5.2.3 總體熱量平衡關(guān)系
        5.2.4 導熱微分方程
    5.3 DD-PMSM磁熱耦合分析
        5.3.1 絕緣層等效導熱系數(shù)計算
        5.3.2 定轉(zhuǎn)子間氣隙傳熱處理
        5.3.3 邊界對流換熱系數(shù)求取
        5.3.4 三維模型建立
        5.3.5 DD-PMSM溫度場分析
    本章小結(jié)
第六章 DD-PMSM水冷系統(tǒng)分析
    6.1 流體力學基本理論
        6.1.1 流體基本物理特性
        6.1.2 流體流動控制方程
    6.2 水冷結(jié)構(gòu)分析
    6.3 流體流場分析
        6.3.1 水流速計算及優(yōu)化
        6.3.2 流場仿真
    6.4 DD-PMSM水冷溫度場分析
    本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術(shù)論文
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3167346