船舶陀螺减摇器用Halbach PMSM的研究

发布时间：2021-12-30 00:47

　　陀螺减摇应用场合中,电机需带动粗转轴、大惯量的陀螺负载高速旋转,因而转子铁心较薄、启动时间很长,且减摇器内部处于真空密闭不利于散热,要求电机具有高效率。根据技术指标设计并试制了一台10极12槽PMSM,当陀螺转轴更粗或转速要求更高时,该电机将难以满足要求,此时Halbach PMSM将是一种可选方案。本文针对转子铁心较薄及已制样机启动阶段易过流、效率较低的问题,开展了船舶陀螺减摇器用Halbach PMSM的研究。论文主要内容如下:（1）10/12 PMSM设计与优化介绍10/12 PMSM的电磁设计,通过转子极间开槽对其进行优化,并借助有限元法对优化前后电机的电磁性能进行对比。有限元分析表明,电机经优化后,永磁体漏磁得到有效抑制,空载气隙磁密有所提高,空载相反电势波形明显改善,齿槽转矩显著降低。（2）10/12 PMSM实验及分析根据设计方案试制样机,搭建实验平台对其进行测试,以验证设计方案的有效性。通过样机实验指出10/12 PMSM存在的问题,并分析问题产生的原因。建立场路耦合平台,通过引入计及控制器损耗与机械损耗的修正系数,将系统效率计算结果与实测结果进行对比,验证场路耦合分析... 

【文章来源】：上海大学上海市 211工程院校

【文章页数】：98 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

平面形Halbach阵列的永磁体磁场分布图

图1.1 平面形 Halbach 阵列的永磁体磁场分布图（a） 内转子电机 （b） 外转子电机图1.2 环形 Halbach 阵列内、外转子永磁电机的永磁体磁场分布图

同时，减摇器内部处于真空密闭，电机安装在其中不利于散热，要求电机具有高效率。图2.1 陀螺负载根据陀螺电机的技术指标（表 2.1）设计并试制了一台 10 极 12 槽 PMSM（简称 10/12 PMSM），本文在此基础上，开展了船舶陀螺减摇器用 Halbach PMSM的研究。本章将介绍 10/12 PMSM 的电磁设计及优化，并通过有限元法对优化前后电机的电磁性能进行对比。表2.1 陀螺电机技术指标参数 值额定功率 5kW额定转速 6000rpm额定转矩 7.96N·m转子内径 140mm0-6000rpm 启动时间 <50min

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
[1]分段式Halbach阵列永磁同步电机磁场分析及稳健性优化设计[D]. 乔照威.天津大学 2012



本文编号：3557149