【摘要】：砂磨機現(xiàn)有驅動系統(tǒng)都是采用異步電機加皮帶機和減速機進行驅動。這種驅動方式存在系統(tǒng)驅動效率低、能源浪費嚴重、結構復雜、磨損嚴重、運行可靠性差、維護成本高等缺點,不符合節(jié)能減排的要求。本文提出采用永磁電機直接驅動砂磨機,省去皮帶機和減速機,提高整體驅動效率,簡化機械結構,提升運行可靠性。本文圍繞砂磨機驅動系統(tǒng)采用直驅永磁電機的設計及電機性能分析展開研究,主要研究內容如下:首先,確定砂磨機用直驅永磁電機的設計參數(shù),電機采用自然冷卻,重點對熱負荷的設計進行分析,考慮電機功率和轉速、材料、經(jīng)濟性等對熱負荷的影響,直驅永磁電機熱負荷應限制在1200A/(cm?mm~2)以內。對電機的定子結構、氣隙大小和轉子結構進行設計。研究分析不均勻氣隙對直驅永磁電機齒槽轉矩、波形畸變率和轉矩脈動的影響,通過選取最佳不均勻氣隙倍數(shù)X=2.2后,齒槽轉矩被削弱到額定轉矩的0.83%,波形畸變率和轉矩脈動達到最低。對電機性能進行仿真分析,驗證電機設計的合理性。其次,對砂磨機用直驅永磁電機的各部分損耗和生熱率做出計算,基于傳熱學理論對電機各部分的導熱系數(shù)和散熱系數(shù)進行計算,通過建立電機三維物理模型,計算電機各部分溫度場分布情況。結果表明電機各部分溫度分布合理,電機繞組最高溫度為107.68℃,可以滿足電機F級絕緣要求。最后,制造了砂磨機用直驅永磁電機樣機。分別對直驅永磁電機和異步電機進行空載和負載實驗。實驗結果表明,直驅永磁電機相比異步電機空載電流和空載損耗很小,同樣負載下電流和功率明顯降低。對直驅永磁電機進行溫升實驗,通過實驗溫度值和仿真溫度值對比可知,實驗值與仿真值誤差很小,驗證了仿真的可靠性。實驗得出電機溫升為75.3K,驗證了電機熱負荷設計的合理性。完成現(xiàn)場安裝與測試,驗證了直驅永磁電機高效節(jié)能、高可靠性的性能優(yōu)勢。分析和實驗都表明,采用永磁電機直驅砂磨機可以省去皮帶機和減速機,滿足砂磨機驅動系統(tǒng)的要求。
【圖文】：

沈陽工業(yè)大學碩士學位論文磁電機直驅傳動桿運行，可大大提高整體傳動鏈的效率，降低能耗，減少磨損企業(yè)提高生產(chǎn)效率、降低成本、持續(xù)安全可靠生產(chǎn)有著重大意義，對深入貫徹能減排政策意義深遠。1.2 國內外研究現(xiàn)狀1.2.1 砂磨機驅動現(xiàn)狀隨著國民經(jīng)濟的不斷增長，我國對超細粉體的需求日益增大，，砂磨機目前大，已廣泛應用于不同工況且逐步向大型化發(fā)展。因此，針對不同工況我國已不同類型的砂磨機。但是，對砂磨機的驅動一直采用異步電機加皮帶機和減速式，如圖 1.1 所示。這種驅動方式存在驅動效率低、占地面積大、能源浪費嚴重列問題。皮帶機 異步電機

額定轉速 60r/min 額定轉矩 4774.5N·m定子槽數(shù) 72 極數(shù) 40定子外徑 720mm 定子內徑 520mm轉子外徑 517.6mm 轉子內徑 240mm永磁體寬度 24mm 永磁體厚度 8mm軸向長度 420mm 過載倍數(shù) 2.0效率 91.7% 功率因數(shù) 0.983電密 2.88A/mm2熱負荷 1085A/(cm mm2)2.9 電機性能仿真與分析永磁電機空載時電流很小接近于 0，在空載特性仿真時，電機繞組加 0 電流激勵，通過仿真得到永磁電機空載磁力線分布圖和磁密云圖分別如圖 2.8 所示�？蛰d狀態(tài)下，可取定子齒磁密幅值小于 1.6T。通過仿真分析可以看出，空載狀態(tài)時，空載齒磁密基本穩(wěn)定在 1.52T，滿足電機性能要求。
【學位授予單位】：沈陽工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TM351

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本文編號：2633010