本文關(guān)鍵詞：基于改進(jìn)有限元分析的永磁調(diào)速器性能研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：永磁調(diào)速器(permanent magnet device,PMD)具有結(jié)構(gòu)簡單、可控啟動、適應(yīng)惡劣工況等優(yōu)點(diǎn),正逐漸取代其它電力傳動設(shè)備應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域。目前,永磁調(diào)速器的主要研究方向是基于有限元法對其內(nèi)部磁場和傳動性能進(jìn)行優(yōu)化與計(jì)算,但由于永磁調(diào)速器的磁場分析忽略了溫度場、結(jié)構(gòu)場等影響,其計(jì)算結(jié)果與實(shí)測值誤差較大,因此如何進(jìn)行多物理場耦合的有限元分析是該研究領(lǐng)域的主要研究方向。本文首先利用Ansoft軟件對永磁調(diào)速器進(jìn)行磁場仿真計(jì)算,但磁場有限元分析的轉(zhuǎn)矩計(jì)算忽略了銅盤渦流對工作性能的影響,因此提出一種基于電磁-熱耦合的有限元分析方法,利用Ansys Workbench軟件搭建電磁-熱耦合模型,針對銅盤渦流對永磁調(diào)速器性能的影響,將電磁場計(jì)算的渦流熱功率作為熱源導(dǎo)入溫度場,在瞬態(tài)溫度場模塊中進(jìn)行永磁調(diào)速器的溫度場仿真,得到該模型的溫度場分布并修正性能參數(shù)后再次進(jìn)行電磁場仿真,最終得到與實(shí)測值誤差更小、更為切合工程實(shí)際的輸出轉(zhuǎn)矩。然后,分析永磁調(diào)速器的轉(zhuǎn)矩特性,通過磁場耦合力的分析推出臨界轉(zhuǎn)矩的基本理論,分析超載啟動和額定啟動的轉(zhuǎn)矩曲線,通過仿真分析得到永磁調(diào)速器的最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩。最后,對永磁調(diào)速器的傳動效率進(jìn)行分析,基于滑差計(jì)算的傳動效率忽略了傳動中的渦流損耗,因此提出一種基于渦流功率的計(jì)算傳動效率的方法,永磁調(diào)速器在傳動中的功率損耗主要由銅盤渦流產(chǎn)生,通過仿真計(jì)算分別得到渦流傳動功率及渦流熱功率,以此計(jì)算出永磁調(diào)速器的傳動效率。
【關(guān)鍵詞】：永磁調(diào)速器(PMD) 有限元分析 渦流 轉(zhuǎn)矩 電磁-熱耦合
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH139
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-6
• 創(chuàng)新點(diǎn)摘要6-9
• 第一章 緒論9-16
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 永磁調(diào)速器的結(jié)構(gòu)及技術(shù)特點(diǎn)10-12
• 1.3 永磁調(diào)速器的發(fā)展現(xiàn)狀12-14
• 1.3.1 永磁調(diào)速器的應(yīng)用現(xiàn)狀12-13
• 1.3.2 永磁調(diào)速器的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.4 課題研究主要內(nèi)容14-16
• 第二章 永磁調(diào)速器的理論基礎(chǔ)16-27
• 2.1 永磁材料的發(fā)展16
• 2.2 永磁材料的磁性特點(diǎn)16-21
• 2.2.1 磁化曲線16-17
• 2.2.2 剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度與矯頑力17-18
• 2.2.3 磁能積18
• 2.2.4 永磁體工作點(diǎn)18-19
• 2.2.5 不同溫度下的磁特性19-21
• 2.2.6 釹鐵硼永磁材料21
• 2.3 永磁調(diào)速器的理論分析21-26
• 2.3.1 磁路簡化與分析21-22
• 2.3.2 渦流損耗的理論計(jì)算22-24
• 2.3.3 永磁調(diào)速器的能量傳遞分析24-26
• 2.3.4 永磁調(diào)速器的轉(zhuǎn)矩推導(dǎo)26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 第三章 永磁調(diào)速器磁場有限元分析27-41
• 3.1 有限元分析27
• 3.2 磁場分析基本理論27-30
• 3.2.1 Maxwell方程組27-28
• 3.2.2 Maxwell 3D的邊界條件28-29
• 3.2.3 電磁場計(jì)算原理29-30
• 3.3 永磁調(diào)速器的有限元分析30-40
• 3.3.1 建立模型30-31
• 3.3.2 網(wǎng)格剖分31-34
• 3.3.3 磁場靜態(tài)分析34-36
• 3.3.4 磁場瞬態(tài)分析36-38
• 3.3.5 轉(zhuǎn)矩的參數(shù)化分析38-40
• 3.4 本章小結(jié)40-41
• 第四章 永磁調(diào)速器的電磁-熱耦合仿真41-52
• 4.1 Ansys軟件及溫度場分析41-43
• 4.1.1 Ansys軟件簡介41
• 4.1.2 溫度場基本理論41-42
• 4.1.3 溫度場的數(shù)學(xué)模型42-43
• 4.2 溫度對永磁調(diào)速器工作特性的影響43-44
• 4.2.1 溫度對銅盤電導(dǎo)率的影響43
• 4.2.2 溫度對永磁體性能的影響43-44
• 4.3 電磁-熱有限元耦合仿真44-50
• 4.3.1 溫度場分析原理44-45
• 4.3.2 建立模型與網(wǎng)格剖分45-46
• 4.3.3 材料參數(shù)的確定46-47
• 4.3.4 散熱系數(shù)的確定47
• 4.3.5 載荷計(jì)算與導(dǎo)入47-48
• 4.3.6 溫度場仿真結(jié)果48-50
• 4.4 輸出轉(zhuǎn)矩的優(yōu)化計(jì)算50-51
• 4.5 本章小結(jié)51-52
• 第五章 永磁調(diào)速器臨界轉(zhuǎn)矩及傳動效率的仿真計(jì)算52-62
• 5.1 永磁調(diào)速器的轉(zhuǎn)矩特性分析52-55
• 5.1.1 磁場耦合力分析52
• 5.1.2 臨界轉(zhuǎn)矩的基本理論52-54
• 5.1.3 臨界轉(zhuǎn)矩的仿真計(jì)算54-55
• 5.2 永磁調(diào)速器的傳動效率分析55-60
• 5.2.1 基于滑差計(jì)算的傳動效率55-56
• 5.2.2 基于渦流計(jì)算傳動效率的理論分析56-57
• 5.2.3 渦流場數(shù)學(xué)模型57-58
• 5.2.4 渦流損耗的仿真結(jié)果58-60
• 5.3 本章小結(jié)60-62
• 結(jié)論62-63
• 參考文獻(xiàn)63-67
• 發(fā)表文章目錄67-68
• 致謝68-69

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 陶孟侖;陳定方;盧全國;舒亮;趙亞鵬;;超磁致伸縮材料動態(tài)渦流損耗模型及試驗(yàn)分析[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2012年13期

  本文關(guān)鍵詞：基于改進(jìn)有限元分析的永磁調(diào)速器性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：284015