【摘要】：隨著綠色工業(yè)現(xiàn)代化的不斷發(fā)展,工業(yè)設(shè)備應(yīng)用對電機的技術(shù)要求也越來越高,永磁同步電機作為現(xiàn)代電機應(yīng)用中的新興驅(qū)動設(shè)備,憑借著優(yōu)異的性能,穩(wěn)定的運行能力與高精度的控制方式,已逐漸替代傳統(tǒng)電勵磁電機,被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)之中。尤其在工業(yè)設(shè)備輕量化的發(fā)展趨勢中,永磁同步電機體積要求越來越小,功率密度也越來越高,傳統(tǒng)永磁電機設(shè)計以無法滿足要求,采用高性能材料以場路結(jié)合的設(shè)計方法與仿真才是永磁同步電機的新設(shè)計思路。本文研究并設(shè)計的是一臺3.3kW工業(yè)用永磁同步電機,額定轉(zhuǎn)速2000r/min,調(diào)速范圍廣,適用于多轉(zhuǎn)速下工作。設(shè)計采用高效能永磁材料與低損耗硅鋼片,配合先進的工藝方法,并采用散熱膠灌封的方法降低電機溫升,提高電機性能,縮小電機體積,本設(shè)計順應(yīng)了現(xiàn)代工業(yè)電機高功率化與輕量化的發(fā)展趨勢。首先,綜述和分析了永磁同步電機的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢,討論了永磁同步電機的幾種結(jié)構(gòu)形式與設(shè)計特點,并對永磁同步電機的幾種分析計算方法進行了對比研究。研究中分析了場路結(jié)合計算分析方法的設(shè)計優(yōu)勢,可通過Ansoft有限元分析軟件進行設(shè)計分析與驗證,有效縮短產(chǎn)品開發(fā)周期,提高設(shè)計準(zhǔn)確性。其次,分析了永磁同步電機的基本原理,建立了永磁同步電機dq坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,分析電機等效電路,為電機的設(shè)計提供了理論依據(jù)。同時結(jié)合永磁同步電機的技術(shù)指標(biāo)、外形尺寸要求與具體應(yīng)用環(huán)境及控制特點,分析永磁同步電機的設(shè)計重點與參數(shù)選取原則,以經(jīng)驗值為依托,預(yù)估電磁負荷與電密,初步確定電機槽型、槽數(shù)、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)形式、永磁體極數(shù)、定子繞組形式、繞組熱負荷等參數(shù)。再次,采用磁路計算方法,對永磁同步電機的主要尺寸參數(shù)進行詳細計算,結(jié)合電磁場分析方法,借助Ansoft有限元分析軟件,對電機進行建模與仿真。觀察電機的磁力線與磁密云圖,透過仿真結(jié)果對電機的空載磁場與負載磁場進行分析,研究電機反電勢波形、轉(zhuǎn)矩、電流波形并觀察電機齒槽轉(zhuǎn)矩波動,并對電機諧波進行分析。同時以此為基礎(chǔ),通過改變永磁體的充磁方向,厚度尺寸參數(shù)、每槽定子繞組匝數(shù)、氣隙長度等,深入分析不同參數(shù)設(shè)計結(jié)果對電機性能產(chǎn)生的影響。最后,對永磁同步電機進行了實驗測試與分析,包括電機的負載性能測試、過載能力測試、反電勢波形測量、齒槽轉(zhuǎn)矩測試,不同負載、不同轉(zhuǎn)速下的運行情況,對測試結(jié)果與磁路計算結(jié)果及仿真結(jié)果進行三方面的比較與分析,研究設(shè)計誤差產(chǎn)生的原因,通過實驗驗證了磁路計算與仿真分析的結(jié)果,證明了場路結(jié)合電機設(shè)計方法的準(zhǔn)確性。
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可達１０％；上海電器科學(xué)研究所研發(fā)的１．５ｋＷ？１６０ｋＷ高效永磁同步電機性能優(yōu)良，應(yīng)逡逑用廣泛。特別是近年來，我國已經(jīng)成功研發(fā)各種規(guī)格永磁同步電機，在電梯、紡織、數(shù)逡逑控機床、石油開采等行業(yè)已經(jīng)大規(guī)模使用，永磁同步電機在石油開采中的應(yīng)用如圖１．１逡逑所示。逡逑．Ｉｏｎ邐Ｉ逡逑U危諄ぃ浴巍，

本文編號：2542500