高推力密度圆筒型永磁直线电机温度场分析及改进设计

发布时间：2020-05-28 07:16

【摘要】：圆筒型永磁直线电机作为特种电机,由于其结构简单,系统效率高,并且不需要中间的传动装置就可以完成直线的机械运动,受到越来越多的关注,并且在实际生活和工厂生产中的应用越来越广泛。但是国内外关于圆筒型永磁直线电机的温度场的研究,却是不多见的。针对现有样机运行时温度过高,无法长期稳定运行的问题,本文以此样机作为研究对象,对其温度场进行分析并对电机进行改进设计,主要包括以下几方面内容:首先,根据电机结构的特点以及传热学的基本理论,建立了该电机温度场的有限元计算模型并确定了电机的边界条件,确定了电机各个材料的导热系数和电机各表面的对流换热系数,并且计算确定了电机的损耗分布。其次,根据以往的电机实验发现,该样机短时运行时,电机的发热就很严重,无法长期稳定运行。针对此问题,对现有电机进行稳态和瞬态的温度场分析,计算并确定电机各个时间点的温度以及电机稳定运行的时间。然后,针对电机运行时温度过高的问题,根据该类型电机的特点,对现有电机进行改进设计。提出减小电机的电密,增加电机的气隙磁密的电磁方案和增加散热翅的结构改进方案,使电机温度场分布合理。最后,对改进设计的电机进行电磁场以及温度场的分析,使得改进设计的电机不仅在推力性能方面优于现有的样机,而且电机的温度分布问题也得以解决,能够长期稳定的运行。
【图文】：

图 1.1 旋转电机温度场Fig.1.1 Rotating motor temperature field本课题的研究来源于实验室自主研究设计的圆筒型永磁直线电机[2]，针对实验室的一台应用于翼闸机的高推力密度圆筒型永磁直线电机进行温度场研究[3]，如图示的就是本实验室自主设计的圆筒型永磁直线电机。现有的圆筒型永磁直线电机力密度很大，损耗密度也很高，并且电机体积很小，是自然冷却，没有冷却系统以电机各部件温升很高，电机温度场的合理分布是此类型电机重要研究内容之一

图 1.1 旋转电机温度场Fig.1.1 Rotating motor temperature field来源于实验室自主研究设计的圆筒型永磁直线电闸机的高推力密度圆筒型永磁直线电机进行温度室自主设计的圆筒型永磁直线电机。现有的圆筒耗密度也很高，并且电机体积很小，是自然冷却升很高，电机温度场的合理分布是此类型电机重
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM359.4

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本文编号：2684910