本文關(guān)鍵詞：分?jǐn)?shù)槽集中繞組永磁力矩電機(jī)的研究與設(shè)計(jì)

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【摘要】：分?jǐn)?shù)槽集中繞組永磁電機(jī)由于轉(zhuǎn)矩密度高、弱磁性能好、齒槽轉(zhuǎn)矩小和效率高等優(yōu)點(diǎn)成為國(guó)內(nèi)外研究的一個(gè)熱點(diǎn)并被廣泛的用于航空航天、電動(dòng)汽車、艦船推進(jìn)等諸多領(lǐng)域。本文以機(jī)載雷達(dá)伺服系統(tǒng)中所使用的分?jǐn)?shù)槽集中繞組永磁力矩電機(jī)為研究對(duì)象,由于其應(yīng)用場(chǎng)合的特殊性對(duì)電機(jī)設(shè)計(jì)提出以下要求:首先,由于機(jī)載設(shè)備安裝空間和重量的限制,要求電機(jī)具有較高的轉(zhuǎn)矩密度;另一方面,為保證雷達(dá)伺服系統(tǒng)在各種狀況下能實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的精確跟蹤,就要求對(duì)電機(jī)本身引起的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)加以抑制。本文針對(duì)分?jǐn)?shù)槽集中繞組電機(jī)的應(yīng)用場(chǎng)合與設(shè)計(jì)要求,主要做了以下幾方面研究。與整數(shù)槽分布式繞組電機(jī)相比,分?jǐn)?shù)槽集中繞組電機(jī)的最大特點(diǎn)之一是其繞組磁場(chǎng)除含有主磁場(chǎng)以及奇數(shù)次諧波磁場(chǎng)之外,還存在分?jǐn)?shù)次諧波磁場(chǎng),氣隙磁場(chǎng)空間分布和變化規(guī)律十分復(fù)雜。本文通過解析法推導(dǎo)出了繞組磁場(chǎng)空間分布解析表達(dá)式,并由此計(jì)算出分?jǐn)?shù)槽集中繞組電機(jī)繞組磁場(chǎng)諧波頻譜,分析了主磁場(chǎng)、奇數(shù)次和分?jǐn)?shù)次諧波磁場(chǎng)對(duì)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的影響�；谠摲椒ㄓ�(jì)算了不同繞組形式下氣隙磁場(chǎng)諧波頻譜以及電感組成,得出了電機(jī)電感值與繞組形式的變化規(guī)律,對(duì)不同極槽組合下電機(jī)的弱磁調(diào)速性能進(jìn)行了對(duì)比。力矩電機(jī)本身所引起的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)會(huì)使伺服系統(tǒng)定位精度下降,因此必須對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)加以抑制。通過解析建模分別對(duì)紋波轉(zhuǎn)矩和齒槽轉(zhuǎn)矩兩類轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的產(chǎn)生機(jī)理進(jìn)行了分析,研究結(jié)果表明通過優(yōu)化電機(jī)的繞組結(jié)構(gòu)、極槽數(shù)、極弧系數(shù),能夠有效削弱電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。由于電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩、重量、效率、溫升等各諸多限制條件以及各電機(jī)參數(shù)之間復(fù)雜的耦合關(guān)系,電機(jī)的參數(shù)設(shè)計(jì)是電機(jī)設(shè)計(jì)的一個(gè)難點(diǎn)。本文通過磁路法特點(diǎn)建立了分?jǐn)?shù)槽集中繞組電機(jī)的解析模型,通過該模型詳細(xì)地分析了電機(jī)極對(duì)數(shù)、長(zhǎng)徑比、齒寬系數(shù)和裂比變化對(duì)轉(zhuǎn)矩、重量和損耗等方面的影響,并由此總結(jié)了相關(guān)參數(shù)的設(shè)計(jì)方法和參數(shù)的選取范圍。為了驗(yàn)證本文所提出分析結(jié)論和設(shè)計(jì)方法的正確和有效性,設(shè)計(jì)并加工了一臺(tái)45槽38極分?jǐn)?shù)槽集中繞組永磁力矩電機(jī),樣機(jī)額定轉(zhuǎn)速為50rpm,輸出轉(zhuǎn)矩可達(dá)40N·m,電磁部分重量約為8.1kg�；趯�(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的測(cè)功機(jī)平臺(tái)和伺服電機(jī)控制器搭建了電機(jī)測(cè)試平臺(tái)并完成了樣機(jī)的測(cè)試工作,測(cè)試結(jié)果表明樣機(jī)各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。
【關(guān)鍵詞】：分?jǐn)?shù)槽集中繞組 力矩電機(jī) 分?jǐn)?shù)次諧波 轉(zhuǎn)矩脈動(dòng) 參數(shù)設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM359.6
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 注釋表10-11
• 第一章 緒論11-18
• 1.1 課題研究背景11-14
• 1.1.1 機(jī)載雷達(dá)伺服系統(tǒng)的發(fā)展11-12
• 1.1.2 機(jī)載雷達(dá)伺服系統(tǒng)的組成12-13
• 1.1.3 分?jǐn)?shù)槽集中繞組電機(jī)13-14
• 1.2 分?jǐn)?shù)槽集中繞組電機(jī)研究狀況14-16
• 1.3 本文的主要研究工作16-17
• 1.4 本文的內(nèi)容安排17-18
• 第二章 分?jǐn)?shù)槽集中繞組電機(jī)繞組磁場(chǎng)諧波組成及其影響18-30
• 2.1 分?jǐn)?shù)槽集中繞組電機(jī)繞組磁場(chǎng)分析18-24
• 2.1.1 單個(gè)線圈的磁場(chǎng)19-20
• 2.1.2 相繞組劃分以及繞組系數(shù)20-21
• 2.1.3 三相繞組的合成磁場(chǎng)21-23
• 2.1.4 電磁轉(zhuǎn)矩與諧波磁場(chǎng)的關(guān)系23-24
• 2.2 分?jǐn)?shù)槽集中繞組電機(jī)弱磁性能研究24-28
• 2.2.1 電機(jī)參數(shù)與調(diào)速性能的關(guān)系24-25
• 2.2.2 極槽組合對(duì)電感值的影響25-27
• 2.2.3 不同極槽組合電機(jī)弱磁調(diào)速性能對(duì)比27-28
• 2.3 本章小結(jié)28-30
• 第三章 轉(zhuǎn)矩的脈動(dòng)來源與抑制30-38
• 3.1 紋波轉(zhuǎn)矩30-33
• 3.1.1 繞組設(shè)計(jì)30-31
• 3.1.2 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)31-33
• 3.2 齒槽轉(zhuǎn)矩33-37
• 3.2.1 齒槽轉(zhuǎn)矩的解析分析34-35
• 3.2.2 極槽數(shù)對(duì)齒槽轉(zhuǎn)矩的影響35-36
• 3.2.3 極弧系數(shù)對(duì)齒槽轉(zhuǎn)矩的影響36-37
• 3.3 本章小結(jié)37-38
• 第四章 分?jǐn)?shù)槽集中繞組永磁力矩電機(jī)的參數(shù)化建模38-50
• 4.1 分?jǐn)?shù)槽集中繞組電機(jī)解析模型38-42
• 4.1.1 分?jǐn)?shù)槽集中繞組電機(jī)磁路特點(diǎn)38-39
• 4.1.2 基于磁路法的參數(shù)化建模39-42
• 4.2 分?jǐn)?shù)槽集中繞組電機(jī)關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計(jì)42-49
• 4.2.1 永磁體設(shè)計(jì)42-44
• 4.2.2 極對(duì)數(shù)選取44-45
• 4.2.3 定子長(zhǎng)徑比選取45-46
• 4.2.4 定子裂比選取46-47
• 4.2.5 齒寬系數(shù)選取47-49
• 4.3 本章小結(jié)49-50
• 第五章 分?jǐn)?shù)槽集中繞組永磁力矩電機(jī)樣機(jī)設(shè)計(jì)與測(cè)試50-61
• 5.1 力矩電機(jī)樣機(jī)設(shè)計(jì)50-55
• 5.1.1 電機(jī)設(shè)計(jì)指標(biāo)50
• 5.1.2 樣機(jī)設(shè)計(jì)50-53
• 5.1.3 樣機(jī)參數(shù)53-55
• 5.2 力矩電機(jī)樣機(jī)測(cè)試55-59
• 5.2.1 電機(jī)測(cè)試平臺(tái)55-56
• 5.2.2 轉(zhuǎn)矩-電流特性測(cè)試56-58
• 5.2.3 轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速特性測(cè)試58-59
• 5.3 本章小結(jié)59-61
• 第六章 全文總結(jié)與展望61-63
• 6.1 全文總結(jié)61-62
• 6.2 需進(jìn)一步完善的工作62-63
• 參考文獻(xiàn)63-68
• 致謝68-69
• 在學(xué)期間的研究成果以及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文69

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 彭兵;夏加寬;董婷;王成元;;不等齒寬提高多槽少極隔齒隔相繞組永磁電機(jī)轉(zhuǎn)矩的方法[J];中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào);2012年S1期

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本文編號(hào)：574991