發(fā)布時間：2020-11-21 01:20

　　 永磁電機因其具有高性能,運行可靠以及微型化等優(yōu)點被廣泛應用于工業(yè)、軍工、航天航空以及汽車等領域。外轉子永磁電機由于其轉子在外,定子在內,與同尺寸內轉子電機相比,更易獲得較大的氣隙直徑和轉動慣量,從而獲得更高的轉矩密度。相近槽極配合的分數(shù)槽永磁電機具有高轉矩密度和低齒槽轉矩的優(yōu)點。因此,本文以近極槽永磁電機為研究對象,分析了外轉子結構與內轉子結構的永磁電機以及不等定子齒寬對電機性能的影響。首先,分析研究了外轉子近極槽永磁電機的基本方程和繞組系數(shù)。并對槽極配合原則進行了研究分析,根據(jù)推導的繞組系數(shù)公式和磁動勢分析法,分析了12槽永磁電機的繞組系數(shù)和磁動勢,并找到了與其相配的極對數(shù)為5、7時比較合適。其次,對外轉子永磁電機的尺寸,定子槽型,永磁體,轉子結構及極弧系數(shù)等參數(shù)進行初步設計,建立了12槽10極外轉子永磁電機有限元模型,設計并建立了4種內、外轉子永磁電機模型進行對比分析,分別為外轉子等齒寬電機,外轉子不等齒寬電機,內轉子等齒寬電機和內轉子不等齒寬電機。分析比較了四種電機的電磁性能得出12槽10極外轉子不等定子齒寬永磁電機的性能最佳。最后,針對近極槽外轉子永磁電機磁路易飽和的局限性,分析了隔齒繞組近極槽外轉子永磁電機的磁場分布與齒磁密特點,得出采用不等齒寬結構可以通過降低電樞齒的局部齒飽和提高電機的轉矩輸出能力。以性能較好的12槽10極外轉子永磁電機為例設計了五種不同定子齒寬方案進行仿真驗證。并從繞組系數(shù)和齒局部飽和兩方面分析了不等齒提高電機轉矩密度的原因。
【學位單位】：華北電力大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TM351
【部分圖文】：

（a）內轉子電機剖面圖 （b）外轉子電機剖面圖圖 1-1 內轉子和外轉子永磁電機結構示意圖綜合以上性能特點分析，擬選擇外轉子永磁電機作為研究重點。外轉子永磁電機的應用領域主要為家用電器，汽車電氣傳動，數(shù)控機床域。在機器人，特種設備，航天航空等對重量體積要求嚴格的領域也有較多用。目前國內外學者對外轉子永磁電機的研究越來越多，國外一般采用外徑的 2,4 和 6 極外轉子電機，廣泛應用于抽油煙機，儀表和換氣扇等電器中[可應用于風機中，圖 1-2 為外轉子風機實物圖。目前，外轉子永磁電機因其性能推廣應用到電動汽車中，實現(xiàn)高效節(jié)能，低噪聲和微型化驅動。201國首輛 18 米純電動客車在北京長安街 57 路公交運營線路上投入運行，該款源電動車采用的就是外轉子結構的永磁電機[17]。

圖 1-2 外轉子風機磁電機的研究現(xiàn)狀步事關國民經濟和國防建設事業(yè)的發(fā)展度，高功率密度以及高工作效率的電機研究中，由于近極槽永磁電機在相同條更高的效率。同時其兼具繞組端部短，。因此在對近極槽永磁電機的研究中，投入了大量的人力物力，并取得了一定數(shù)搭配是電機獲得良好性能的前提。近構及工作原理進行深入研究，得出了近規(guī)則。文獻[18-19]歸納了三相永磁電機律，并進一步拓展了電機的槽極配合表極配合，并提出將整數(shù)槽電機替換為近文獻[21-22]指出繞組系數(shù)是衡量電機性

華北電力大學碩士學位論文設計了不同功率等級的永磁電機，分別為 7.5kW、18.5kW 及 55 kW 的永磁電。哈爾濱工業(yè)大學吳世華設計了峰值功率為 12kW，額定轉速下轉矩最高 235·m 的外轉子結構永磁電機，其額定運行效率為 91.4%，如圖 1-3 所示[47]。
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本文編號：2892298