本文關(guān)鍵詞：大功率實(shí)心轉(zhuǎn)子空心杯電機(jī)的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：空心杯轉(zhuǎn)子電機(jī)是一種特殊結(jié)構(gòu)電機(jī),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,機(jī)械可靠性高,具有較高的能量密度和良好的起動(dòng)性能,同時(shí)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小,響應(yīng)速度快,控制性能比較好,在高速大轉(zhuǎn)矩、高能量密度、伺服系統(tǒng)等場(chǎng)合越來(lái)越被人們重視。但是以往空心杯轉(zhuǎn)子電機(jī)多作為測(cè)速發(fā)電機(jī),當(dāng)成傳感器使用,而本文研究的目的是將空心杯轉(zhuǎn)子電機(jī)作為功率元件使用,具有與傳統(tǒng)測(cè)速發(fā)電機(jī)使用場(chǎng)合具有不同的特點(diǎn)和特性要求�？招谋姍C(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高、功率密度高、控制簡(jiǎn)單和穩(wěn)定性好等特點(diǎn),它能實(shí)現(xiàn)高效率的能量轉(zhuǎn)換,代表了電機(jī)的發(fā)展方向之一。正是基于空心杯轉(zhuǎn)子電機(jī)廣闊的發(fā)展前景,本文采用了電機(jī)設(shè)計(jì)公式和電磁場(chǎng)解析計(jì)算結(jié)合等效電路,以及電磁場(chǎng)有限元計(jì)算的方法對(duì)空心杯轉(zhuǎn)子電機(jī)的參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的推導(dǎo)計(jì)算,編寫(xiě)了Matlab優(yōu)化程序并結(jié)合有限元仿真對(duì)空心杯電機(jī)的性能進(jìn)行了優(yōu)化與分析,相互印證,研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和理論價(jià)值。項(xiàng)目具體研究?jī)?nèi)容包括:1.對(duì)空心杯轉(zhuǎn)子電機(jī)的參數(shù)計(jì)算和性能分析的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了調(diào)研、歸納和總結(jié)。借鑒異步電機(jī)設(shè)計(jì)的思想,利用公式法、解析法和有限元法分別了空心杯轉(zhuǎn)子電機(jī)的T型等效電路的各個(gè)參數(shù)的計(jì)算,特別是對(duì)本文特殊的雙邊定子結(jié)構(gòu)電機(jī)的參數(shù)計(jì)算和等效方法進(jìn)行了詳細(xì)推導(dǎo),給出了該結(jié)構(gòu)具有的優(yōu)點(diǎn)。2.利用公式計(jì)算和解析計(jì)算得到的參數(shù),建立異步電機(jī)T型等效電路,對(duì)電機(jī)的機(jī)械特性進(jìn)行了計(jì)算,編寫(xiě)了相應(yīng)的Matlab計(jì)算程序,可以繪制空心杯轉(zhuǎn)子電機(jī)在不同頻率、不同電壓、不同電流、不同參數(shù)條件下的機(jī)械特性。重點(diǎn)考慮了兩種供電方式:控制輸入電壓不變;控制輸入電流不變。為電機(jī)性能的優(yōu)化奠定了基礎(chǔ)。采用解析法和有限元法對(duì)本文空心杯轉(zhuǎn)子電機(jī)的機(jī)械特性進(jìn)行了細(xì)致的分析,利用Ansys和Ansoft等有限元分析軟件,建立了電機(jī)的二維有限元模型,應(yīng)用了定子通轉(zhuǎn)差頻率激勵(lì)的二維線性諧波場(chǎng)計(jì)算得到不同轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速下的轉(zhuǎn)矩,計(jì)算考慮了結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)導(dǎo)致的氣隙磁場(chǎng)的波動(dòng),結(jié)果相比而言更接近實(shí)際情況。另外,對(duì)空心杯轉(zhuǎn)子電機(jī)的機(jī)械特性的影響因素進(jìn)行了計(jì)算和分析,分析了6061鋁和10號(hào)鋼兩種轉(zhuǎn)子材料、磁導(dǎo)率、轉(zhuǎn)子電阻率、轉(zhuǎn)子端部效應(yīng)等對(duì)機(jī)械特性的影響規(guī)律。3.利用遺傳算法編寫(xiě)了優(yōu)化電機(jī)性能參數(shù)的優(yōu)化程序,文中以一臺(tái)多相永磁電機(jī)作優(yōu)化案例,闡述了優(yōu)化程序的靈活性和有效性,最后完成了對(duì)空心杯轉(zhuǎn)子這種獨(dú)特結(jié)構(gòu)電機(jī)的優(yōu)化和分析。
【關(guān)鍵詞】：空心杯轉(zhuǎn)子 異步電機(jī) 參數(shù)計(jì)算 機(jī)械特性 優(yōu)化分析
【學(xué)位授予單位】：上海電機(jī)學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM359.9
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-17
• 1.1 選題的背景及意義12-13
• 1.2 課題來(lái)源13-14
• 1.3 空心杯電機(jī)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀14-15
• 1.4 空心杯電機(jī)的應(yīng)用15
• 1.5 本文主要研究?jī)?nèi)容15-17
• 第二章 空心杯電機(jī)的參數(shù)計(jì)算17-51
• 2.1 引言17
• 2.2 空心杯電機(jī)結(jié)構(gòu)17-21
• 2.3 電機(jī)等效電路的推導(dǎo)21-24
• 2.4 公式計(jì)算24-29
• 2.4.1 氣隙系數(shù)24
• 2.4.2 勵(lì)磁電抗24-25
• 2.4.3 定子槽漏抗25
• 2.4.4 定子端部漏抗25-26
• 2.4.5 定子等效電阻26
• 2.4.6 轉(zhuǎn)子等效電阻26-28
• 2.4.7 轉(zhuǎn)子漏抗28-29
• 2.5 電磁場(chǎng)解析法計(jì)算29-34
• 2.5.1 建立模型29-30
• 2.5.2 微分方程30-32
• 2.5.3 邊界條件和待定系數(shù)求出參數(shù)32-34
• 2.6 有限元計(jì)算34-40
• 2.6.1 預(yù)處理35-36
• 2.6.2 有限元計(jì)算36-39
• 2.6.3 結(jié)果分析39-40
• 2.7 雙邊參數(shù)與單邊參數(shù)的關(guān)系40-42
• 2.8 計(jì)算過(guò)程示例42-49
• 2.9 本章小結(jié)49-51
• 第三章 空心杯電機(jī)機(jī)械特性及端部效應(yīng)的影響分析51-62
• 3.1 引言51
• 3.2 機(jī)械特性曲線計(jì)算51-55
• 3.2.1 通過(guò)公式計(jì)算機(jī)械特性曲線51-53
• 3.2.2 通過(guò)Ansys有限元方法計(jì)算機(jī)械特性53-55
• 3.3 轉(zhuǎn)子使用不同材料時(shí)機(jī)械特性的對(duì)比優(yōu)化分析55-60
• 3.3.1 磁導(dǎo)率對(duì)電機(jī)機(jī)械特性的影響56-57
• 3.3.2 電阻率對(duì)電機(jī)機(jī)械特性的影響57-59
• 3.3.3 轉(zhuǎn)子使用6061鋁和10號(hào)鋼時(shí)電機(jī)機(jī)械特性的對(duì)比優(yōu)化59-60
• 3.4 端部效應(yīng)影響的簡(jiǎn)要分析60-61
• 3.5 本章小結(jié)61-62
• 第四章 電機(jī)的性能優(yōu)化設(shè)計(jì)與原理分析62-69
• 4.1 引言62
• 4.2 電機(jī)優(yōu)化的特點(diǎn)62
• 4.3 遺傳算法簡(jiǎn)介62-63
• 4.4 電機(jī)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型63-66
• 4.4.1 目標(biāo)函數(shù)63-64
• 4.4.2 設(shè)計(jì)變量64
• 4.4.3 設(shè)計(jì)變量的取值范圍64-65
• 4.4.4 約束條件65
• 4.4.5 懲罰函數(shù)65-66
• 4.5 案例的優(yōu)化結(jié)果66-68
• 4.6 本章小結(jié)68-69
• 第五章 實(shí)心轉(zhuǎn)子空心杯電機(jī)的性能優(yōu)化與分析69-75
• 5.1 引言69
• 5.2 空心杯電機(jī)優(yōu)化的特點(diǎn)69
• 5.3 空心杯電機(jī)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型69-71
• 5.4 空心杯電機(jī)的優(yōu)化結(jié)果71-72
• 5.5 有限元分析方法72-73
• 5.5.1 Ansoft軟件簡(jiǎn)介72
• 5.5.2 有限元仿真模型建立72-73
• 5.6 有限元仿真與三種方案結(jié)果對(duì)比分析73-74
• 5.7 本章小結(jié)74-75
• 第六章 總結(jié)與展望75-77
• 6.1 總結(jié)75-76
• 6.2 展望76-77
• 參考文獻(xiàn)77-83
• 致謝83-84
• 攻讀碩士學(xué)位期間獲得的研究成果84

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 唐孝鎬;寧玉泉;黃念森;;多極鐵磁體實(shí)心轉(zhuǎn)子異步力矩電機(jī)[J];中小型電機(jī);1985年02期

2 寧玉泉;唐孝鎬;黃念森;;螺旋運(yùn)動(dòng)實(shí)心轉(zhuǎn)子異步力矩電機(jī)的電磁理論與設(shè)計(jì)問(wèn)題[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);1986年03期

3 許廣森;;降低實(shí)心轉(zhuǎn)子電機(jī)轉(zhuǎn)子表面損耗方法初探[J];電機(jī)技術(shù);1989年04期

4 程明;周鶚;;復(fù)合實(shí)心轉(zhuǎn)子磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子阻抗的解析計(jì)算[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);1991年04期

5 李彪;;光滑實(shí)心轉(zhuǎn)子中的電流分布[J];中小型電機(jī);1992年06期

6 童鐘良;實(shí)心轉(zhuǎn)子材料及其雙層組合對(duì)電機(jī)性能的影響[J];電工技術(shù)雜志;1994年03期

7 戴本祁;實(shí)心轉(zhuǎn)子電機(jī)的端部系數(shù)研究[J];南昌大學(xué)學(xué)報(bào)(工科版);1997年03期

8 吳新振,夏東偉,劉玉明;實(shí)心轉(zhuǎn)子電機(jī)轉(zhuǎn)子透入深度的計(jì)算[J];中小型電機(jī);1999年02期

9 王立峰,王梅英,張遠(yuǎn);實(shí)心轉(zhuǎn)子鍛件的安全性研究[J];汽輪機(jī)技術(shù);2004年01期

10 ;高速實(shí)心轉(zhuǎn)子電主軸簡(jiǎn)介[J];軸承;1965年03期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 王梅英;張遠(yuǎn);;實(shí)心轉(zhuǎn)子的斷裂力學(xué)研究與應(yīng)用[A];中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)'2005論文摘要集（上）[C];2005年

2 李建民;;整鍛式汽輪機(jī)實(shí)心轉(zhuǎn)子體超聲波檢驗(yàn)[A];陜西省第十屆無(wú)損檢測(cè)年會(huì)論文集[C];2006年

3 曾林鎖;趙建軍;閻秀恪;;實(shí)心轉(zhuǎn)子同步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程的研究[A];電工理論與新技術(shù)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2005年

4 常正峰;黃文新;胡育文;劉陵順;;基于二維解析法的光滑表面實(shí)心轉(zhuǎn)子感應(yīng)電機(jī)附加損耗的研究[A];中國(guó)航空學(xué)會(huì)控制與應(yīng)用第十二屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2006年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 凌在汛;籠型實(shí)心轉(zhuǎn)子屏蔽感應(yīng)電機(jī)電磁場(chǎng)及參數(shù)研究[D];華中科技大學(xué);2015年

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

1 王敬莆;大功率實(shí)心轉(zhuǎn)子空心杯電機(jī)的研究[D];上海電機(jī)學(xué)院;2016年

2 陳金哲;實(shí)心轉(zhuǎn)子異步制動(dòng)電機(jī)設(shè)計(jì)方法研究[D];沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué);2010年

3 楊通;籠型實(shí)心轉(zhuǎn)子屏蔽電機(jī)電磁場(chǎng)有限元分析與計(jì)算[D];華中科技大學(xué);2006年

4 趙振威;實(shí)心轉(zhuǎn)子異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)性能分析及參數(shù)計(jì)算[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

5 趙建軍;實(shí)心轉(zhuǎn)子同步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程的研究[D];沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué);2006年

6 陳婷婷;高壓永磁自起動(dòng)同步電動(dòng)機(jī)實(shí)心轉(zhuǎn)子三維溫度場(chǎng)的計(jì)算與分析[D];哈爾濱理工大學(xué);2012年

7 付媛;實(shí)心轉(zhuǎn)子永磁電動(dòng)機(jī)諧波轉(zhuǎn)矩的有限元分析與實(shí)驗(yàn)研究[D];華北電力大學(xué)（北京）;2010年

8 靖威;實(shí)心轉(zhuǎn)子電機(jī)三維解析研究及CAD軟件設(shè)計(jì)[D];沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué);2015年

9 趙博;實(shí)心轉(zhuǎn)子屏蔽電機(jī)電磁參數(shù)計(jì)算與性能分析[D];哈爾濱理工大學(xué);2008年

  本文關(guān)鍵詞：大功率實(shí)心轉(zhuǎn)子空心杯電機(jī)的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：332233