船舶陀螺減搖器用Halbach PMSM的研究
發(fā)布時間：2021-12-30 00:47
陀螺減搖應(yīng)用場合中,電機需帶動粗轉(zhuǎn)軸、大慣量的陀螺負載高速旋轉(zhuǎn),因而轉(zhuǎn)子鐵心較薄、啟動時間很長,且減搖器內(nèi)部處于真空密閉不利于散熱,要求電機具有高效率。根據(jù)技術(shù)指標(biāo)設(shè)計并試制了一臺10極12槽PMSM,當(dāng)陀螺轉(zhuǎn)軸更粗或轉(zhuǎn)速要求更高時,該電機將難以滿足要求,此時Halbach PMSM將是一種可選方案。本文針對轉(zhuǎn)子鐵心較薄及已制樣機啟動階段易過流、效率較低的問題,開展了船舶陀螺減搖器用Halbach PMSM的研究。論文主要內(nèi)容如下:（1）10/12 PMSM設(shè)計與優(yōu)化介紹10/12 PMSM的電磁設(shè)計,通過轉(zhuǎn)子極間開槽對其進行優(yōu)化,并借助有限元法對優(yōu)化前后電機的電磁性能進行對比。有限元分析表明,電機經(jīng)優(yōu)化后,永磁體漏磁得到有效抑制,空載氣隙磁密有所提高,空載相反電勢波形明顯改善,齒槽轉(zhuǎn)矩顯著降低。（2）10/12 PMSM實驗及分析根據(jù)設(shè)計方案試制樣機,搭建實驗平臺對其進行測試,以驗證設(shè)計方案的有效性。通過樣機實驗指出10/12 PMSM存在的問題,并分析問題產(chǎn)生的原因。建立場路耦合平臺,通過引入計及控制器損耗與機械損耗的修正系數(shù),將系統(tǒng)效率計算結(jié)果與實測結(jié)果進行對比,驗證場路耦合分析...
【文章來源】：上海大學(xué)上海市 211工程院校
【文章頁數(shù)】：98 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
平面形Halbach陣列的永磁體磁場分布圖
圖1.1 平面形 Halbach 陣列的永磁體磁場分布圖（a） 內(nèi)轉(zhuǎn)子電機 （b） 外轉(zhuǎn)子電機圖1.2 環(huán)形 Halbach 陣列內(nèi)、外轉(zhuǎn)子永磁電機的永磁體磁場分布圖
同時，減搖器內(nèi)部處于真空密閉，電機安裝在其中不利于散熱，要求電機具有高效率。圖2.1 陀螺負載根據(jù)陀螺電機的技術(shù)指標(biāo)（表 2.1）設(shè)計并試制了一臺 10 極 12 槽 PMSM（簡稱 10/12 PMSM），本文在此基礎(chǔ)上，開展了船舶陀螺減搖器用 Halbach PMSM的研究。本章將介紹 10/12 PMSM 的電磁設(shè)計及優(yōu)化，并通過有限元法對優(yōu)化前后電機的電磁性能進行對比。表2.1 陀螺電機技術(shù)指標(biāo)參數(shù) 值額定功率 5kW額定轉(zhuǎn)速 6000rpm額定轉(zhuǎn)矩 7.96N·m轉(zhuǎn)子內(nèi)徑 140mm0-6000rpm 啟動時間 <50min
【參考文獻】：
期刊論文
[1]逆變器供電永磁同步電機鐵耗和永磁體損耗分析[J]. 何彪,張琪,陳世軍,黃蘇融. 微特電機. 2018(05)
[2]一種新型Halbach陣列永磁振動發(fā)電機的設(shè)計與輸出特性分析[J]. 李佳澤,王博文,鄒尊強. 電機與控制應(yīng)用. 2017(10)
[3]Halbach陣列在直驅(qū)、半直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機的應(yīng)用[J]. 文龍,何山,王維慶,季潔,吾爾開西·艾尼瓦爾. 可再生能源. 2017(01)
[4]飛輪儲能用Halbach陣列定子無鐵心無軸承永磁電機的設(shè)計[J]. 朱熀秋,陸榮華,胡亞民,黃建波. 江蘇大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2016(06)
[5]基于Halbach陣列的大型永磁風(fēng)力發(fā)電機電磁場分析[J]. 吾爾開西·艾尼瓦爾,何山,王維慶,文龍,余金. 電機與控制應(yīng)用. 2016(08)
[6]基于Halbach陣列的人工心臟永磁電機的數(shù)值分析[J]. 王芳群,吳義榮,束月霞,郝根,徐慶,王顥,趙棟. 微特電機. 2016(07)
[7]新型外轉(zhuǎn)子Halbach永磁陣列定子無鐵心電機設(shè)計與分析[J]. 耿偉偉,張卓然. 電工技術(shù)學(xué)報. 2015(14)
[8]槽口寬度對分數(shù)槽集中繞組永磁電機齒槽轉(zhuǎn)矩的影響[J]. 張琪,梁冰潔,黃蘇融,周翔. 電機與控制應(yīng)用. 2015(07)
[9]新型雙層Halbach永磁陣列的解析分析[J]. 寇寶泉,曹海川,李偉力,張曉晨. 電工技術(shù)學(xué)報. 2015(10)
[10]電動汽車驅(qū)動用內(nèi)置式永磁同步電機直交軸電感參數(shù)計算與實驗研究[J]. 符榮,竇滿峰. 電工技術(shù)學(xué)報. 2014(11)
博士論文
[1]分段式Halbach陣列永磁同步電機磁場分析及穩(wěn)健性優(yōu)化設(shè)計[D]. 喬照威.天津大學(xué) 2012
本文編號：3557149
【文章來源】：上海大學(xué)上海市 211工程院校
【文章頁數(shù)】：98 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
平面形Halbach陣列的永磁體磁場分布圖
圖1.1 平面形 Halbach 陣列的永磁體磁場分布圖（a） 內(nèi)轉(zhuǎn)子電機 （b） 外轉(zhuǎn)子電機圖1.2 環(huán)形 Halbach 陣列內(nèi)、外轉(zhuǎn)子永磁電機的永磁體磁場分布圖
同時，減搖器內(nèi)部處于真空密閉，電機安裝在其中不利于散熱，要求電機具有高效率。圖2.1 陀螺負載根據(jù)陀螺電機的技術(shù)指標(biāo)（表 2.1）設(shè)計并試制了一臺 10 極 12 槽 PMSM（簡稱 10/12 PMSM），本文在此基礎(chǔ)上，開展了船舶陀螺減搖器用 Halbach PMSM的研究。本章將介紹 10/12 PMSM 的電磁設(shè)計及優(yōu)化，并通過有限元法對優(yōu)化前后電機的電磁性能進行對比。表2.1 陀螺電機技術(shù)指標(biāo)參數(shù) 值額定功率 5kW額定轉(zhuǎn)速 6000rpm額定轉(zhuǎn)矩 7.96N·m轉(zhuǎn)子內(nèi)徑 140mm0-6000rpm 啟動時間 <50min
【參考文獻】：
期刊論文
[1]逆變器供電永磁同步電機鐵耗和永磁體損耗分析[J]. 何彪,張琪,陳世軍,黃蘇融. 微特電機. 2018(05)
[2]一種新型Halbach陣列永磁振動發(fā)電機的設(shè)計與輸出特性分析[J]. 李佳澤,王博文,鄒尊強. 電機與控制應(yīng)用. 2017(10)
[3]Halbach陣列在直驅(qū)、半直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機的應(yīng)用[J]. 文龍,何山,王維慶,季潔,吾爾開西·艾尼瓦爾. 可再生能源. 2017(01)
[4]飛輪儲能用Halbach陣列定子無鐵心無軸承永磁電機的設(shè)計[J]. 朱熀秋,陸榮華,胡亞民,黃建波. 江蘇大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2016(06)
[5]基于Halbach陣列的大型永磁風(fēng)力發(fā)電機電磁場分析[J]. 吾爾開西·艾尼瓦爾,何山,王維慶,文龍,余金. 電機與控制應(yīng)用. 2016(08)
[6]基于Halbach陣列的人工心臟永磁電機的數(shù)值分析[J]. 王芳群,吳義榮,束月霞,郝根,徐慶,王顥,趙棟. 微特電機. 2016(07)
[7]新型外轉(zhuǎn)子Halbach永磁陣列定子無鐵心電機設(shè)計與分析[J]. 耿偉偉,張卓然. 電工技術(shù)學(xué)報. 2015(14)
[8]槽口寬度對分數(shù)槽集中繞組永磁電機齒槽轉(zhuǎn)矩的影響[J]. 張琪,梁冰潔,黃蘇融,周翔. 電機與控制應(yīng)用. 2015(07)
[9]新型雙層Halbach永磁陣列的解析分析[J]. 寇寶泉,曹海川,李偉力,張曉晨. 電工技術(shù)學(xué)報. 2015(10)
[10]電動汽車驅(qū)動用內(nèi)置式永磁同步電機直交軸電感參數(shù)計算與實驗研究[J]. 符榮,竇滿峰. 電工技術(shù)學(xué)報. 2014(11)
博士論文
[1]分段式Halbach陣列永磁同步電機磁場分析及穩(wěn)健性優(yōu)化設(shè)計[D]. 喬照威.天津大學(xué) 2012
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