本文關(guān)鍵詞：少稀土類混合永磁定子分區(qū)磁通切換電機(jī)的設(shè)計(jì)與分析

  更多相關(guān)文章： 少稀土電機(jī) 磁通切換電機(jī) 定子分區(qū) 設(shè)計(jì)分析 電磁性能

【摘要】：在稀土永磁電機(jī)大力發(fā)展的今天,稀土材料的需求急速上漲,但由于稀土價(jià)格指數(shù)的上升,稀土永磁電機(jī)的成本急劇上升,因此少稀土類永磁電機(jī)的研究已成為一種必然趨勢(shì)。本文將定子分區(qū)原理與磁通切換電機(jī)相結(jié)合,并融入少稀土電機(jī)理念,提出了一種新型少稀土類混合永磁定子分區(qū)磁通切換(Reduced Rare Earth Hybrid Magnets Partitioned Stator Flux Switching,簡(jiǎn)稱RRE-HMPSFS)電機(jī),該電機(jī)采用了新型的定子分區(qū)式結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了永磁體和電樞繞組的分離,有效解決了定子永磁型電機(jī)永磁體和電樞繞組用量沖突對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩密度等性能制約問題,且永磁體均位于外分區(qū)定子上,易于冷卻,從而避免了電機(jī)永磁體由于溫度過高而出現(xiàn)不可逆退磁的問題,并增設(shè)輔助抗去磁繞組,有效保證電機(jī)運(yùn)行的可靠性。本文首先充分了解了稀土材料的資源概況以及產(chǎn)業(yè)概況,并分析了少稀土電機(jī)研究的必要性�？偨Y(jié)現(xiàn)有定子永磁型電機(jī)的缺點(diǎn),介紹了定子分區(qū)的原理,并說明了定子分區(qū)式電機(jī)與雙定子電機(jī)在原理上的不同點(diǎn)。隨后,介紹RRE-HMPSFS電機(jī)的基本結(jié)構(gòu),并分析其運(yùn)行原理并詳細(xì)解析了該電機(jī)的磁鏈形成原理。此外,驗(yàn)證了該電機(jī)作為磁通切換電機(jī)的繞組一致性與互補(bǔ)性。并給出了RRE-HMPSFS電機(jī)的數(shù)學(xué)模型。其次,通過磁路分析,確定了鐵氧體和釹鐵硼兩種永磁體的尺寸關(guān)系;對(duì)電機(jī)主要參數(shù)主要包括電機(jī)的主要尺寸、額定參數(shù)以及繞組參數(shù)等進(jìn)行計(jì)算;然后采用兩種優(yōu)化方式對(duì)RRE-HMPSFS電機(jī)優(yōu)化,包括單一參數(shù)優(yōu)化和敏感度優(yōu)化,兩種方法的結(jié)果基本相同。基于有限元分析軟件對(duì)電機(jī)進(jìn)行了電磁性能分析,包括永磁磁場(chǎng)作用下的磁場(chǎng)分布、氣隙磁密和磁鏈、空載反電勢(shì)、齒槽轉(zhuǎn)矩、以及轉(zhuǎn)矩特性。并為避免鐵氧體永磁體被電樞磁場(chǎng)去磁而增設(shè)了輔助繞組,對(duì)電機(jī)進(jìn)行抗去磁能力分析,并研究了不同輔助繞組電流密度對(duì)電機(jī)性能的影響,包括對(duì)電機(jī)磁場(chǎng)分布的影響,對(duì)空載磁鏈和轉(zhuǎn)矩特性的影響,以及對(duì)電機(jī)的電感特性的影響。最后利用3D有限元法對(duì)電機(jī)溫度場(chǎng)進(jìn)行研究。最后,研究了電機(jī)加工方案,而樣機(jī)正在加工中,為以后實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和進(jìn)一步分析提供了可能。
【關(guān)鍵詞】：少稀土電機(jī) 磁通切換電機(jī) 定子分區(qū) 設(shè)計(jì)分析 電磁性能
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM351
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 課題研究背景及意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-19
• 1.2.1 少稀土類電機(jī)的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 磁通切換電機(jī)的研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.3 定子分區(qū)式電機(jī)的研究現(xiàn)狀15-19
• 1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容19-20
• 第二章 RRE-HMPSFS電機(jī)結(jié)構(gòu)與原理分析20-30
• 2.1 RRE-HMPSFS電機(jī)結(jié)構(gòu)20-21
• 2.2 RRE-HMPSFS電機(jī)的運(yùn)行原理21-26
• 2.2.1 定子分區(qū)原理21-22
• 2.2.2 RRE-HMPSFS電機(jī)的工作原理22-24
• 2.2.3 繞組一致性和互補(bǔ)性24-26
• 2.3 RRE-HMPSFS電機(jī)的數(shù)學(xué)方程26-28
• 2.3.1 磁鏈方程26
• 2.3.2 電壓方程26-27
• 2.3.3 轉(zhuǎn)矩和功率方程27-28
• 2.3.4 機(jī)械運(yùn)動(dòng)方程28
• 2.4 本章小結(jié)28-30
• 第三章 RRE-HMPSFS電機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與參數(shù)優(yōu)化30-56
• 3.1 RRE-HMPSFS電機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)與流程30-31
• 3.2 RRE-HMPSFS電機(jī)的初始設(shè)計(jì)31-35
• 3.2.1 電機(jī)基本尺寸31-32
• 3.2.2 混合勵(lì)磁永磁體尺寸配比原則32-34
• 3.2.3 繞組參數(shù)設(shè)計(jì)34-35
• 3.3 RRE-HMPSFS電機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)35-54
• 3.3.1 基于單一參數(shù)優(yōu)化調(diào)整的RRE-HMPSFS電機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)36-45
• 3.3.2 基于參數(shù)敏感度的RRE-HMPSFS電機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)45-54
• 3.4 本章小結(jié)54-56
• 第四章 RRE-HMPSFS電機(jī)的性能分析56-80
• 4.1 RRE-HMPSFS電機(jī)的磁場(chǎng)分析56-69
• 4.1.1 磁場(chǎng)分布57-58
• 4.1.2 氣隙磁密58-59
• 4.1.3 空載永磁磁鏈與反電勢(shì)59-61
• 4.1.4 齒槽轉(zhuǎn)矩61-62
• 4.1.5 轉(zhuǎn)矩特性62-64
• 4.1.6 電感特性64-66
• 4.1.7 損耗及效率特性66-69
• 4.2 RRE-HMPSFS電機(jī)輔助繞組的抗去磁作用69-75
• 4.2.1 RRE-HMPSFS電機(jī)的抗去磁分析69-73
• 4.2.2 輔助繞組電流密度對(duì)空載性能的影響73-74
• 4.2.3 輔助繞組電流密度對(duì)轉(zhuǎn)矩特性的影響74
• 4.2.4 輔助繞組電流密度對(duì)電感的影響74-75
• 4.3 RRE-HMPSFS電機(jī)的熱分析75-79
• 4.4 本章小結(jié)79-80
• 第五章 樣機(jī)加工方案研究80-86
• 5.1 樣機(jī)加工80-84
• 5.2 本章小結(jié)84-86
• 第六章 總結(jié)與展望86-88
• 6.1 總結(jié)86-87
• 6.2 展望87-88
• 參考文獻(xiàn)88-94
• 致謝94-96
• 在學(xué)期間參與的科研項(xiàng)目96
• 在學(xué)期間發(fā)表論文96

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 郭國(guó)才;電機(jī)模型的建立——進(jìn)步來自于改善電機(jī)震動(dòng)特性的研究[J];船電技術(shù);1997年01期

2 單方,李忠;永磁同步電機(jī)模型的分支分析[J];機(jī)床與液壓;2000年05期

3 候磊;;基于新型電機(jī)模型的異步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)的研究[J];科技信息;2013年01期

4 RadimVisinka,LeosChalupa,IvanShalka;電機(jī)控制應(yīng)用方案(上)[J];電子產(chǎn)品世界;1999年07期

5 曹亮;李格;;用于磁滯類電機(jī)平行四邊形模型的修正[J];電機(jī)與控制學(xué)報(bào);2008年04期

6 羅軍;;永磁同步電機(jī)模型的混沌同步控制[J];蘭州工業(yè)高等�？茖W(xué)校學(xué)報(bào);2008年03期

7 徐銳良;尹冠飛;;異步電機(jī)模型Matlab仿真[J];機(jī)械與電子;2009年08期

8 李紅偉;;串激電機(jī)特性模擬與分析[J];微電機(jī);2010年08期

9 ;《電機(jī)與控制應(yīng)用》2010年總目次(卷終)[J];電機(jī)與控制應(yīng)用;2010年12期

10 謝成祥;關(guān)于MATLAB5.3電氣系統(tǒng)模塊庫(kù)中永磁同步電機(jī)模型的討論[J];電氣傳動(dòng);2003年02期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 趙鏡紅;張俊洪;;模型教具在電機(jī)教學(xué)中的作用[A];第三屆教學(xué)管理與課程建設(shè)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2012年

2 楊凱;辜承林;;SMA電機(jī)的不同控制方法比較[A];第七屆中國(guó)小電機(jī)技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2002年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前9條

1 王鵬飛;電動(dòng)汽車用五相永磁容錯(cuò)電機(jī)的設(shè)計(jì)及運(yùn)行控制研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

2 徐強(qiáng);平動(dòng)式嚙合電機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與基本特性研究[D];北京郵電大學(xué);2008年

3 馬莉麗;橋門式起重機(jī)電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)能效及其控制研究[D];西南交通大學(xué);2013年

4 吳靖;電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)辨識(shí)方法的研究[D];浙江大學(xué);2008年

5 廖啟新;無軸承薄片電機(jī)基礎(chǔ)研究[D];南京航空航天大學(xué);2009年

6 杜海江;高壓無換向器電機(jī)及其控制技術(shù)研究[D];華北電力大學(xué)（河北）;2005年

7 郝振洋;六相永磁容錯(cuò)電機(jī)及其控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和研究[D];南京航空航天大學(xué);2010年

8 龐s，

本文編號(hào)：1050308