高速永磁同步電動機具有體積小、噪音低、功率密度大和效率高等優(yōu)點,成為船用離心壓縮機系統(tǒng)驅(qū)動電機的最佳選擇,滿足離心壓縮機系統(tǒng)朝小型化和高效化方向發(fā)展的要求。高速永磁同步電動機已廣泛應(yīng)用于航天行業(yè),但在船舶應(yīng)用方面經(jīng)驗較少,因此研發(fā)滿足船用條件的高速永磁同步電動機具有重要意義。本文針對高速永磁同步電動機電磁特性與機械性能進行了深入研究,主要包括以下內(nèi)容:第一部分主要研究高速永磁同步電動機電磁參數(shù)對電機性能的影響。圍繞空載漏磁系數(shù)、極弧系數(shù)、電機空載氣隙磁密波形以及交、直軸電樞反應(yīng)電抗等影響電機性能的關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)展開,計算并總結(jié)了不同結(jié)構(gòu)設(shè)計數(shù)據(jù)對上述電機關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)的影響規(guī)律。提出一種利用負(fù)載磁場法求解永磁電機交、直軸電樞反應(yīng)電抗的方法,這種方法可以兼顧交、直軸磁場的交叉影響,計算結(jié)果較為準(zhǔn)確。第二部分對高速永磁同步電動機的轉(zhuǎn)矩波動和轉(zhuǎn)子渦流損耗進行了深入研究。首先介紹了電磁轉(zhuǎn)矩波動產(chǎn)生的原因,分析表明從電機電磁設(shè)計角度出發(fā)主要靠削弱齒槽轉(zhuǎn)矩來削弱電機的轉(zhuǎn)矩波動,利用有限元法研究了多種削弱齒槽轉(zhuǎn)矩的方法。其次分析研究了高速永磁同步電動機轉(zhuǎn)子渦流損耗的計算方法。提出了利用有限元法計算分析高速永磁同步電動機轉(zhuǎn)子渦流損耗的方法,研究分析了氣隙長度、極弧系數(shù)、槽口尺寸和電流波形畸變率對轉(zhuǎn)子渦流損耗的影響規(guī)律。第三部分結(jié)合高速永磁同步電動機的設(shè)計特點研制成兩臺8200r/min、630k W的高性能的高速永磁同步電動機樣機,兩臺樣機分別采用表貼式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)和內(nèi)置式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。利用有限元法對設(shè)計方案進行電磁參數(shù)分析、磁場分析、損耗計算以及穩(wěn)態(tài)性能計算。第四部分對兩臺樣機的機械性能進行了分析研究。首先,利用有限元法和解析法計算分析了表貼式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)高速永磁同步電動機永磁體和護套在各種運行工況下的應(yīng)力分布情況。其次,利用有限元法分析計算了內(nèi)置式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)高速永磁同步電動機超速運行時轉(zhuǎn)子鐵心隔磁橋處的應(yīng)力分布。計算結(jié)構(gòu)表明,兩種設(shè)計方案能夠保證電機轉(zhuǎn)子安全運行。最后,將兩臺高速永磁同步電動機采用兩個滑動軸承支撐,組成高速永磁同步電動發(fā)電機組,分析計算了整個轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的臨界轉(zhuǎn)速,并研究了在不平衡磁拉力作用下轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)。
【學(xué)位單位】：中國艦船研究院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：U665.11;TM341
【部分圖文】：

船用高速永磁同步電動機的設(shè)計研究 相關(guān)參數(shù)進行研究[26]。.2 高速永磁同步電動機轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)研究.2.1 轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)分析高速永磁同步電動機的轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)分為表貼式和內(nèi)置式兩大類，適用于任何類型磁電機[27]。圖 2.1 為幾種可用變頻器控制的高速永磁同步電動機轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)圖。本文提出一型轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)，如圖 2.1(f)所示。

2 114 3A AA A 數(shù)求解方法的基礎(chǔ)上提出一種新的，通過一個截面的磁通量 等于垂 SB ds ，根據(jù)極間漏磁系數(shù)的定義，可得：1 1 12 2 2mg ef mg mm1δδ ef δ ds dl ds dl S l lS l lB L B BB L B B 磁通密度(T)； 磁通密度(T)。得永磁電機空載漏磁系數(shù)0 。

中國艦船研究院碩士學(xué)位論文 轉(zhuǎn)速較高，電機離心力較大，轉(zhuǎn)子磁體中間增加額外的隔磁橋，如示徑向充磁內(nèi)置式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)高速永機額定功率 630kW)，研究過程尺寸以及隔磁橋2b 、3b 的寬度不
【參考文獻】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 趙國新;變頻電源供電永磁同步電動機幾個關(guān)鍵技術(shù)研究[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2011年

2 王天煜;高速永磁電機轉(zhuǎn)子綜合設(shè)計方法及動力學(xué)特性的研究[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2010年

本文編號：2873937