【摘要】：高速永磁同步電機(jī)具有啟動快、效率高、功率密度高、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)良的性能,并且高速永磁同步電機(jī)的研制和相關(guān)技術(shù)的推廣應(yīng)用已給工業(yè)領(lǐng)域的高端驅(qū)動和高效節(jié)能技術(shù)帶來一場革命。高速永磁電機(jī)體積小,熱源密度大,其散熱比常規(guī)電機(jī)困難,可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)子永磁體退磁,還有可能導(dǎo)致電機(jī)內(nèi)的溫升過高,從而損壞電機(jī)內(nèi)的絕緣。在高頻供電方式下,定子區(qū)域的鐵耗比電機(jī)內(nèi)的其它電磁損耗要大得多,因此對高速永磁同步電動機(jī)定子區(qū)域的鐵心損耗進(jìn)行比較深入的研究是很有意義的。本文針對高速永磁同步電機(jī)定子區(qū)域的鐵心損耗問題,介紹了永磁電機(jī)的的基本分類、基本結(jié)構(gòu)及工作原理,分析鐵磁材料鐵心損耗產(chǎn)生的機(jī)理,根據(jù)電磁場的基本知識,建立了求解電機(jī)定子鐵心損耗的數(shù)學(xué)模型。根據(jù)設(shè)計(jì)方案,在二維瞬態(tài)場中建立一臺功率250k W的2極24槽高速永磁同步電動機(jī)有限元分析模型,計(jì)算分析了電機(jī)的電磁性能,主要包括氣隙磁密,反電勢波形、電磁力和齒槽轉(zhuǎn)矩,有限元得出的結(jié)果符合電機(jī)設(shè)計(jì)的要求。對定子鐵心進(jìn)行區(qū)域劃分,在各個區(qū)域內(nèi)取幾個典型位置,并計(jì)算分析了各典型位置的徑向磁密與切向磁密的變化規(guī)律。采用三種方案計(jì)算高速永磁同步電機(jī)在額定工況下定子區(qū)域的鐵心損耗。計(jì)算了定子鐵心不同區(qū)域的鐵耗密度,分析其分布規(guī)律,研究了磁場頻率對高速電機(jī)定子鐵心損耗的影響。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM341
【圖文】：

a) 凸出式 b) 插入式圖 2-1 表貼式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)Fig. 2-1 Surface Mount Rotor Structurec) 切向式 d) 徑向式圖 2-2 內(nèi)置式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)Fig. 2-2 Built-in rotor structure原理步電機(jī)的工作原理是轉(zhuǎn)子上的勵磁繞組建立恒定磁場

-8-c) 切向式 d) 徑向式圖 2-2 內(nèi)置式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)Fig. 2-2 Built-in rotor structure原理步電機(jī)的工作原理是轉(zhuǎn)子上的勵磁繞組建立恒定磁場轉(zhuǎn)磁場相互交鏈，拖動轉(zhuǎn)子運(yùn)行。在運(yùn)行原理方面，同步電機(jī)相似，只不過建立轉(zhuǎn)子磁場的是轉(zhuǎn)子上的永高速永磁電機(jī)的定子三相繞組通入三相對稱的交流電同頻率的旋轉(zhuǎn)磁場與永磁體建立的恒定磁場相互交鏈，逐步實(shí)現(xiàn)以同步速運(yùn)轉(zhuǎn)。

圖 2-3 不同頻率下?lián)p耗曲線Fig. 2-3 core loss curves at different frequencies本章小結(jié)本章主要對永磁電機(jī)的相關(guān)知識及鐵磁材料的性質(zhì)做了全面的敘述磁同步電機(jī)的的基本分類、基本結(jié)構(gòu)及工作原理。著重闡述了鐵磁損耗、經(jīng)典渦流損耗和異常渦流損耗產(chǎn)生的機(jī)理及相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型子區(qū)域鐵耗的兩種數(shù)學(xué)模型，模型一是只計(jì)算定子區(qū)域中交變磁場，模型二是不僅計(jì)算定子區(qū)域中交變磁場生成的鐵耗還計(jì)算定子區(qū)旋轉(zhuǎn)磁場生成的鐵耗。本章主要為后文高速永磁同步電機(jī)二維有限立及全面的研究定子鐵心損耗的分布規(guī)律提供理論指導(dǎo)。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2772634