抑制永磁同步电机转矩脉动的铁芯再设计方法研究

发布时间：2020-05-26 09:44

【摘要】：根据国家机电产品能效指标的提高、永磁同步电机装车量的增速、电机使用寿命进行预估,未来将有数百万台电机面临淘汰,造成资源极大的浪费。电机再制造可以有效解决资源再利用的问题,并且将电机性能提升至原电机水平之上。对于永磁同步电机,转矩脉动是引起振动和噪声,影响电机性能提升的关键因素。针对电机再制造特点,保留电机其他零部件结构的基础上,在研究了电机产生转矩脉动的原因基础上,提出若干经济有效的抑制方法,开展的工作主要分为以下几个方面:(1)全面地说明了课题研究的背景意义,介绍了车用永磁同步电机国内外产业化的发展现状、再制造电机行业发展的紧迫性及非晶电机发展的可观性和国内外研究状况。从引起转矩脉动的两个因素——齿槽转矩和纹波转矩展开分析,阐述了国内外学者提出的抑制齿槽转矩和转矩脉动的方法,给出了各个方法的优缺点及适用范围。(2)分析了转矩脉动的产生机理和组成,主要包括齿槽转矩和波纹转矩,然后通过电机数学模型对转矩脉动进行解析,得出了波纹转矩的形成原因。对于齿槽转矩,是空载情况下的一种磁阻转矩,利用能量法进行了解析,为再制造永磁同步电机转矩脉动的优化设计方法提供了理论依据。(3)基于理论分析及再制造特点,对转子铁芯进行结构再设计,提出了一种极间偏心槽的转子再设计方法,有效削弱再制造车用永磁同步电机齿槽转矩。为综合优化再制造电机齿槽转矩和转矩脉动,提出单一极内偏心槽、组合偏心槽、磁桥优化的递进再设计方法,再制造电机性能得到提升。(4)根据非晶合金材料具有低损耗的优异性能,研究了非晶转子对再制造电机性能的影响。将非晶合金材料制成的同尺寸转子替换掉废旧电机转子铁芯,再制造电机输出转矩增高,但是再制造电机齿槽转矩严重增高,提出了非晶转子磁极夹角-偏心外圆组合再设计方法,综合优化了转矩性能,验证了该再设计方法降低非晶转子再制造电机齿槽转矩的可行性。
【图文】：

合肥工业大学学术硕士研究生学位论文化[10]。目前，我国在汽车的可用零部件回收再利用方面，相比一些平发展程度很高的发达国家，材料进行再制造的利用率低于国外纵观国内对材料进行的再制造利用主要是对废旧金属的售卖，与国研究发现，与传统燃油汽车上的零部件相比，电动汽车中发电机、造性及再利用率更高。为强化节能减排工作，不断提高机电设备的后的高耗能产品将加快被淘汰。因此，未来将会有大量在用普通效电机面临淘汰和替换，并且淘汰和替换下来的低效电机数量将不断用永磁同步电机再制造研究势在必行，且节能潜力巨大。

第一章 绪论价格以市场价值八千元每吨计，通过对硅钢片进行再制造，就可节省五亿元人民币。同时，避免了利用传统处理方法，对产品的旧料和废料进行简单的回炉或堆积、填埋，，导致产品寿命周期直接终止而造成的资源浪费，以及处理过程中废弃、废料对环境的二次污染。电机再制造可明显减少传统工艺流程产生的能源资源浪费，对我国创造经济可循环、可持续的社会具备很高的发展意义，达到保护环境的目的。因此，大力推广和提高电机高效再制造产业尤为重要，是我国实现节能减排任务的一个重要方面，也是实现电机制造产业循环绿色发展的有效途径。
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM341

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本文编号：2681653