转子偏心状态下永磁同步电机电磁性能分析
本文选题:永磁同步电机 + 偏心 ; 参考:《哈尔滨理工大学》2017年硕士论文
【摘要】:对于军舰和轮船,电力推进系统是其最重要的组成部分之一,是舰船设备平稳高效运行的动力来源。在现代化的电推系统中,电机性能的好坏直接决定了电力推进系统输出动力性能的优劣。永磁同步电机凭借着体积小、功率密度大、效率高、调速性能好等优势,被广泛应用于舰船电力推动设备上。在实际中,由于舰船的工作环境十分复杂,电机难免会遇到故障,其中转子偏心故障就是电机常见故障之一。为了达到预防和检测故障发生的目的,研究转子偏心故障状态下电机的性能就显得十分有意义。本文研究对象为一台额定功率50kW的表贴式永磁同步电动机,基于电机学理论和电磁场理论,采用有限元法分别对正常运行及偏心故障运行的电机进行分析,并施加不同负载,探究电机电磁性能受偏心的影响。首先,对电机进行适当的假设,建立正常工作时电机的有限元模型,使其工作在空载状态下,观察电机空载时的电磁性能,并为后文偏心状态电机的分析打下基础。其次,采用相同的方法建立不同偏心状态下的电机模型,并分别计算出电机铁心磁场、气隙磁密、转子外表面电磁力密度及铁耗,对比分析出上述电机性能受偏心的影响情况。最后,本文选取特定偏心情况下的电机为对象,对其建模并分别施加空载、0.5倍额定负载、额定负载及1.1倍额定负载,分别计算出电机气隙磁场、转子外表面电磁力密度和铁耗,分析负载变化对偏心故障下的电机电磁性能的影响。本文通过精确仿真及对结果的详细分析研究,不仅探究了偏心故障对电机电磁性能的影响,且为电机偏心故障的预防及检测提供理论支持。
[Abstract]:For warships and ships, electric propulsion system is one of its most important components, and is the power source of ship equipment running smoothly and efficiently. In the modern electric propulsion system, the performance of the motor directly determines the output power performance of the electric propulsion system. Permanent magnet synchronous motor (PMSM) is widely used in marine electric propulsion equipment because of its advantages such as small size, high power density, high efficiency and good speed regulation performance. In practice, because the working environment of the ship is very complex, the motor will inevitably encounter faults, among which the rotor eccentricity fault is one of the common faults of the motor. In order to prevent and detect faults, it is very meaningful to study the performance of motor under the condition of rotor eccentricity fault. The object of this paper is a surface permanent magnet synchronous motor with rated power of 50kW. Based on the theory of motor and electromagnetic field, the finite element method is used to analyze the motor in normal operation and eccentric fault operation, and different loads are applied. Explore the effect of eccentricity on the electromagnetic performance of motor. Firstly, the finite element model of the motor under normal working condition is established, and the electromagnetic performance of the motor under no-load condition is observed, which lays a foundation for the analysis of the eccentric motor in the future. Secondly, the same method is used to establish the motor model under different eccentricity states, and the core magnetic field, air gap magnetic density, electromagnetic force density and iron loss of the rotor surface are calculated respectively, and the influence of eccentricity on the performance of the motor is compared and analyzed. Finally, this paper selects the motor under certain eccentricity as the object, models it and applies 0.5 times of rated load, 0.5 times of rated load and 1.1 times of rated load to calculate the air gap magnetic field, the electromagnetic force density and iron consumption of the rotor's outer surface, respectively. The effect of load variation on the electromagnetic performance of the motor under eccentric fault is analyzed. Through accurate simulation and detailed analysis of the results, this paper not only explores the effect of eccentric fault on the electromagnetic performance of motor, but also provides theoretical support for the prevention and detection of eccentric fault of motor.
【学位授予单位】:哈尔滨理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM341
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,本文编号:2067353
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