高速電機(jī)具有功率密度大、體積小、動(dòng)態(tài)響應(yīng)較快、效率高等特點(diǎn),在工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。由于高速電機(jī)朝著更高轉(zhuǎn)速、更大功率趨勢發(fā)展,這對高速電機(jī)的加載測試系統(tǒng)提出了更高的要求。針對傳統(tǒng)同軸連接的測試方法在高轉(zhuǎn)速下存在系列問題,提出了基于發(fā)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的非接觸式電磁加載方法。發(fā)電機(jī)作為加載電機(jī),其性能的的優(yōu)劣直接影響著加載的效果,因此本文以加載用永磁同步發(fā)電機(jī)為研究對象,針對加載系統(tǒng)轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)特性問題、加載用永磁同步發(fā)電機(jī)綜合設(shè)計(jì)和優(yōu)化及基于磁場解析的性能分析和優(yōu)化進(jìn)行了相應(yīng)的研究與分析。首先,介紹基于發(fā)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的非接觸式電磁加載的結(jié)構(gòu)和原理,以一臺(tái)被測電動(dòng)機(jī)為例,利用ANSYS軟件中的APDL對被測電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸系和接有發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的加載系統(tǒng)轉(zhuǎn)子軸系進(jìn)行動(dòng)力學(xué)建模與仿真,對比分析發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子對轉(zhuǎn)子軸系臨界轉(zhuǎn)速和振型的影響,在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步研究分析了發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子尺寸對系統(tǒng)軸系的臨界轉(zhuǎn)速的影響規(guī)律。其次,在滿足臨界轉(zhuǎn)速安全裕量條件下的轉(zhuǎn)子尺寸限制條件的基礎(chǔ)上,結(jié)合轉(zhuǎn)子強(qiáng)度限制條件及電機(jī)電磁設(shè)計(jì)中的主要尺寸公式,對加載用發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)。利用磁路法和有限元法對加載用永磁同步發(fā)電機(jī)的定子部分進(jìn)... 

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題的背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 高速電機(jī)的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 高速電機(jī)測試系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)分析的研究現(xiàn)狀
        1.2.4 電機(jī)磁場解析的研究現(xiàn)狀
    1.3 本論文主要研究內(nèi)容
第2章 加載系統(tǒng)轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)分析
    2.1 引言
    2.2 基于發(fā)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的加載系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與原理
    2.3 被測電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)模型建立與特性分析
        2.3.1 被測電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)計(jì)算模型
        2.3.2 被測電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速與振型
    2.4 加載系統(tǒng)轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)模型建立與特性分析
        2.4.1 加載系統(tǒng)轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)計(jì)算模型
        2.4.2 加載系統(tǒng)轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速與振型
    2.5 加載用PMSG轉(zhuǎn)子尺寸對臨界轉(zhuǎn)速的影響
    2.6 本章小結(jié)
第3章 加載用PMSG綜合設(shè)計(jì)與優(yōu)化
    3.1 引言
    3.2 加載用PMSG轉(zhuǎn)子綜合設(shè)計(jì)
        3.2.1 轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)約束
        3.2.2 機(jī)械強(qiáng)度約束
        3.2.3 電磁約束
        3.2.4 轉(zhuǎn)子綜合設(shè)計(jì)
    3.3 加載用PMSG定子設(shè)計(jì)
        3.3.1 定子有槽結(jié)構(gòu)
        3.3.2 定子無槽結(jié)構(gòu)
        3.3.3 繞組背繞式結(jié)構(gòu)
    3.4 加載用PMSG電機(jī)結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化
        3.4.1 轉(zhuǎn)子尺寸優(yōu)化
        3.4.2 定子內(nèi)外槽尺寸優(yōu)化
    3.5 本章小結(jié)
第4章 加載用PMSG磁場解析與轉(zhuǎn)矩特性分析
    4.1 引言
    4.2 空載磁場解析與齒槽轉(zhuǎn)矩計(jì)算
        4.2.1 各子域矢量磁位解析
        4.2.2 交界條件與諧波系數(shù)求解
        4.2.3 空載氣隙磁場解析的有限元驗(yàn)證
        4.2.4 基于空載氣隙磁場的齒槽轉(zhuǎn)矩計(jì)算與優(yōu)化
    4.3 電樞反應(yīng)磁場解析與主電感計(jì)算
        4.3.1 電密分布函數(shù)
        4.3.2 各子域矢量磁位解析
        4.3.3 交界條件與諧波系數(shù)求解
        4.3.4 電樞反應(yīng)氣隙磁場解析的有限元驗(yàn)證
        4.3.5 基于電樞反應(yīng)磁場的能量法電機(jī)主電感計(jì)算
    4.4 電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩計(jì)算與特性分析
        4.4.1 負(fù)載氣隙磁場求解與有限元驗(yàn)證
        4.4.2 基于負(fù)載氣隙磁場的電磁轉(zhuǎn)矩計(jì)算與轉(zhuǎn)矩波動(dòng)優(yōu)化
        4.4.3 電磁轉(zhuǎn)矩-電流系數(shù)及與電機(jī)電感關(guān)系的研究
    4.5 本章小結(jié)
第5章 加載用PMSG實(shí)驗(yàn)研究
    5.1 引言
    5.2 加載用PMSG樣機(jī)基本參數(shù)及加載測試系統(tǒng)
        5.2.1 加載用PMSG樣機(jī)基本參數(shù)
        5.2.2 高速電機(jī)加載測試平臺(tái)
        5.2.3 加載轉(zhuǎn)矩測取結(jié)構(gòu)
    5.3 PMSG靜態(tài)與空載實(shí)驗(yàn)
        5.3.1 靜態(tài)實(shí)驗(yàn)
        5.3.2 空載實(shí)驗(yàn)
    5.4 PMSG轉(zhuǎn)矩加載實(shí)驗(yàn)
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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