余度结构盘式永磁同步电机的设计

发布时间：2020-02-11 15:58

【摘要】：一体化电力作动器(Integrated Electrical Actuator,简称IEA)取代传统液压作动器是航空航天及兵器领域功率电传(Power-By-Wire,简称PBW)的重要特征之一,永磁同步电机以其结构简单、效率高、重量轻、体积小等优点,已经成为IEA系统的关键执行元件。但传统永磁同步电机又是IEA系统中故障高发环节,当其发生故障时,系统将不能正常运行。因此,本文围绕高性能、高可靠性且具有容错功能的多余度永磁同步电机本体设计展开研究。论文通过对现有余度电机本体进行分析和研究,为克服其转矩脉动大、余度间热隔离差以及余度间电磁耦合强等缺点,设计了一种新型结构的双余度盘式无铁芯永磁同步电机。此电机具有以下优点:(1)电机定子无铁芯和齿槽,不会产生由铁芯和齿槽引起的转矩脉动,不存在铁耗,能够有效提高电机效率;(2)两个余度实现了完全的物理隔离,保证了两个余度间良好的热隔离,降低了两个余度间的电磁耦合。论文以盘式永磁电机的工作原理为基础,详细分析了盘式永磁同步电机的电磁关系。以一台2*100W双余度盘式无铁芯永磁同步电机为例,设计了该电机的磁路、主要尺寸、绕组方式、线圈匝数等主要电机参数。同时,用有限元分析软件Maxwell分析了不同形状永磁体和不同极弧系数下的气隙磁场分布曲线,在保证气隙磁场具有良好正弦度的情况下,确定出了永磁体最合理的形状和对应的极弧系数。根据优化后的电机参数,对双余度盘式无铁芯永磁同步电机的静态磁场、反电动势、损耗等进行了仿真分析。仿真结果表明,所设计的双余度盘式无铁芯永磁同步电机满足设计要求。最后,研制出了双余度盘式无铁芯永磁同步电机实验样机,对电机进行了空载实验和负载实验。实验结果表明,本文设计的双余度盘式无铁芯永磁同步电机满足设计要求,达到了预期目的,进一步验证了设计的合理性和可行性。
【图文】：

图 1.1 六相容错电机结构利亚 Adelaide 大学提出了一种双余度永磁同步共轴连接，每个电机采用独立的电源和控制器，，也可同时驱动负载，当其中任意一台电机出现机继续带动负载工作，，不至于在关键时刻使整个

图1.2双余度容错电机结构1
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TM341

【参考文献】

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本文编号：2578535