表贴式永磁电机不同削极方式对气隙磁场影响的研究
发布时间：2021-02-23 18:25
永磁同步电机具有高效率、小而轻等特点,广泛用于控制精度要求高和可靠性需求高的场合中。同时表贴式永磁电机的气隙磁场因为含有空间谐波,导致气隙磁场不是理想的正弦波,从而产生电磁转矩脉动,引起振动噪声。本课题以提高气隙磁通密度波形正弦度为目标,研究了表贴式永磁电机不同削极方式对气隙磁场的优化效果,为降低永磁电机的振动噪声、优化电机性能提供理论依据。主要研究内容如下:解析推导了空载时电机气隙磁通密度关于转子位置的分布函数。表贴式永磁电机最常用的永磁体形状分为瓦片形和弓形,本文针对这两种形状的永磁体采用不同削极方式时的磁极结构进行几何解析,推出永磁体厚度和气隙长度关于转子位置的表达式,进而推得气隙磁通密度的分布函数。由此通过编程得到气隙磁通密度波形,并用有限元法验证了解析推导的正确性。采用有限元法分别对瓦片形偏心和正弦磁极进行仿真寻优。通过有限元仿真计算得到气隙磁通密度波形,傅里叶分解气隙磁密波形得到基波值和谐波含量。以降低谐波含量、提高气隙磁场波形正弦度为目标进行寻优。寻优思路为:首先确定单个磁极几何参数对气隙磁场的影响规律,进而确定磁极参数组合对气隙磁场的影响规律。最后依据现有样机对仿真结果...
【文章来源】：青岛大学山东省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 偏心削极技术及研究现状
1.2.2 正弦削极技术及研究现状
1.3 本文主要研究内容
第2章 削极后的气隙磁通密度分布
2.1 偏心磁极结构
2.2 正弦磁极结构
2.3 气隙磁通密度及转子磁势
2.4 本章小结
第3章 瓦片形磁极几何参数对气隙磁场的影响
3.1 瓦片形偏心磁极几何参数对气隙磁场的影响
3.1.1 改变削极厚度
3.1.2 改变永磁体厚度
3.1.3 改变极弧系数
3.2 瓦片形正弦磁极单个几何参数对气隙磁场的影响
3.2.1 改变正弦永磁体厚度
3.2.2 改变正弦磁极的极弧系数
3.3 确定瓦片形偏心磁极几何参数之间的组合关系
3.3.1 极弧系数和削极厚度参数组合关系
3.3.2 极弧系数和永磁体厚度参数组合关系
3.3.3 削极厚度和永磁体厚度参数组合关系
3.4 确定瓦片形正弦磁极几何参数之间的组合关系
3.5 瓦片形磁极几何参数寻优策略
3.6 样机实验验证
3.6.1 样机参数
3.6.2 样机测试与分析
3.7 本章小结
第4章 弓形磁极几何参数对气隙磁场的影响
4.1 弓形单个偏心磁极几何参数对气隙磁场的影响
4.1.1 改变削极厚度
4.1.2 改变永磁体厚度
4.1.3 改变极弧系数进行寻优
4.2 弓形正弦磁极单个几何参数对气隙磁场的影响
4.2.1 改变正弦永磁体厚度
4.2.2 改变正弦磁极的极弧系数
4.3 确定弓形偏心磁极几何参数之间的组合关系
4.3.1 极弧系数和削极厚度参数组合关系
4.3.2 极弧系数和永磁体厚度参数组合关系
4.3.3 削极厚度和永磁体厚度参数组合关系
4.4 确定弓形正弦磁极几何参数之间的组合关系
4.5 弓形磁极几何参数寻优策略
4.6 本章小结
第5章 结论及展望
5.1 全文总结
5.2 研究工作展望
参考文献
攻读学位期间的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]偏心磁极永磁电机气隙磁场正弦优化模型[J]. 胡鹏飞,王东,靳栓宝,魏应三,林楠. 电工技术学报. 2019(18)
[2]稀土永磁材料的发展及在电机中的应用分析[J]. 李容军,甘家毅,谢美玲,梁红梅,陈建彬. 大众科技. 2019(09)
[3]稀土永磁材料的技术进步和产业发展[J]. 胡伯平,饶晓雷,钮萼,蔡道炎. 中国材料进展. 2018(09)
[4]基于Maxwell 2D的永磁同步电动机磁极优化设计[J]. 唐先全. 微电机. 2018(05)
[5]表贴式永磁同步电机削极技术的研究[J]. 王芳. 船电技术. 2018(02)
[6]稀土永磁材料的最新研究进展[J]. 闫阿儒,刘壮,郭帅,陈仁杰. 金属功能材料. 2017(05)
[7]风机用永磁同步电动机振动和噪声的分析[J]. 杨国龙,黄开胜,肖庆优,赖文海,蔡黎明,郑景东. 微特电机. 2015(08)
[8]Halbach永磁阵列磁场解析求解及推力建模[J]. 宋玉晶,张鸣,朱煜. 电工技术学报. 2014(11)
[9]内嵌式永磁转子结构研究[J]. 高晓峰,张之元,李庆,胡安永,夏宝. 日用电器. 2014(06)
[10]基于ANSYS的高速永磁同步电机表贴式转子强度分析[J]. 曾纯,晏才松,杨云峰,杜万亮. 湖南农机. 2014(05)
博士论文
[1]表贴式永磁同步电机齿槽转矩削弱方法研究[D]. 刘婷.湖南大学 2013
[2]中国能耗强度影响因素分析与节能目标实现[D]. 王祥.东北财经大学 2012
[3]内置式永磁同步电动机的优化设计及弱磁控制研究[D]. 王艾萌.华北电力大学（河北） 2010
硕士论文
[1]永磁无刷直流直线电机设计及性能分析[D]. 张迅诚.沈阳工业大学 2019
[2]新型表贴式永磁电机建模分析与设计[D]. 崔征山.合肥工业大学 2018
[3]永磁同步电机转矩脉动抑制及其相关性能优化研究[D]. 吴长江.合肥工业大学 2018
[4]新型无刷电励磁直流电机控制策略研究[D]. 毕玉洁.沈阳工业大学 2017
[5]抑制表贴式永磁同步电机转矩脉动的优化设计[D]. 宋金龙.电子科技大学 2017
[6]永磁同步电动机电磁振动与噪声的研究[D]. 蔡黎明.广东工业大学 2016
[7]永磁电机装配后充磁方法研究[D]. 罗彬.华中科技大学 2016
[8]谐波电流对永磁电机振动噪声影响研究[D]. 周吉威.沈阳工业大学 2015
[9]永磁电机的设计与分析[D]. 王玮.南京理工大学 2014
[10]基于ANSYS的永磁同步发电机的电磁场分析与研究[D]. 刘方.东北大学 2011
本文编号：3048028
【文章来源】：青岛大学山东省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 偏心削极技术及研究现状
1.2.2 正弦削极技术及研究现状
1.3 本文主要研究内容
第2章 削极后的气隙磁通密度分布
2.1 偏心磁极结构
2.2 正弦磁极结构
2.3 气隙磁通密度及转子磁势
2.4 本章小结
第3章 瓦片形磁极几何参数对气隙磁场的影响
3.1 瓦片形偏心磁极几何参数对气隙磁场的影响
3.1.1 改变削极厚度
3.1.2 改变永磁体厚度
3.1.3 改变极弧系数
3.2 瓦片形正弦磁极单个几何参数对气隙磁场的影响
3.2.1 改变正弦永磁体厚度
3.2.2 改变正弦磁极的极弧系数
3.3 确定瓦片形偏心磁极几何参数之间的组合关系
3.3.1 极弧系数和削极厚度参数组合关系
3.3.2 极弧系数和永磁体厚度参数组合关系
3.3.3 削极厚度和永磁体厚度参数组合关系
3.4 确定瓦片形正弦磁极几何参数之间的组合关系
3.5 瓦片形磁极几何参数寻优策略
3.6 样机实验验证
3.6.1 样机参数
3.6.2 样机测试与分析
3.7 本章小结
第4章 弓形磁极几何参数对气隙磁场的影响
4.1 弓形单个偏心磁极几何参数对气隙磁场的影响
4.1.1 改变削极厚度
4.1.2 改变永磁体厚度
4.1.3 改变极弧系数进行寻优
4.2 弓形正弦磁极单个几何参数对气隙磁场的影响
4.2.1 改变正弦永磁体厚度
4.2.2 改变正弦磁极的极弧系数
4.3 确定弓形偏心磁极几何参数之间的组合关系
4.3.1 极弧系数和削极厚度参数组合关系
4.3.2 极弧系数和永磁体厚度参数组合关系
4.3.3 削极厚度和永磁体厚度参数组合关系
4.4 确定弓形正弦磁极几何参数之间的组合关系
4.5 弓形磁极几何参数寻优策略
4.6 本章小结
第5章 结论及展望
5.1 全文总结
5.2 研究工作展望
参考文献
攻读学位期间的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]偏心磁极永磁电机气隙磁场正弦优化模型[J]. 胡鹏飞,王东,靳栓宝,魏应三,林楠. 电工技术学报. 2019(18)
[2]稀土永磁材料的发展及在电机中的应用分析[J]. 李容军,甘家毅,谢美玲,梁红梅,陈建彬. 大众科技. 2019(09)
[3]稀土永磁材料的技术进步和产业发展[J]. 胡伯平,饶晓雷,钮萼,蔡道炎. 中国材料进展. 2018(09)
[4]基于Maxwell 2D的永磁同步电动机磁极优化设计[J]. 唐先全. 微电机. 2018(05)
[5]表贴式永磁同步电机削极技术的研究[J]. 王芳. 船电技术. 2018(02)
[6]稀土永磁材料的最新研究进展[J]. 闫阿儒,刘壮,郭帅,陈仁杰. 金属功能材料. 2017(05)
[7]风机用永磁同步电动机振动和噪声的分析[J]. 杨国龙,黄开胜,肖庆优,赖文海,蔡黎明,郑景东. 微特电机. 2015(08)
[8]Halbach永磁阵列磁场解析求解及推力建模[J]. 宋玉晶,张鸣,朱煜. 电工技术学报. 2014(11)
[9]内嵌式永磁转子结构研究[J]. 高晓峰,张之元,李庆,胡安永,夏宝. 日用电器. 2014(06)
[10]基于ANSYS的高速永磁同步电机表贴式转子强度分析[J]. 曾纯,晏才松,杨云峰,杜万亮. 湖南农机. 2014(05)
博士论文
[1]表贴式永磁同步电机齿槽转矩削弱方法研究[D]. 刘婷.湖南大学 2013
[2]中国能耗强度影响因素分析与节能目标实现[D]. 王祥.东北财经大学 2012
[3]内置式永磁同步电动机的优化设计及弱磁控制研究[D]. 王艾萌.华北电力大学（河北） 2010
硕士论文
[1]永磁无刷直流直线电机设计及性能分析[D]. 张迅诚.沈阳工业大学 2019
[2]新型表贴式永磁电机建模分析与设计[D]. 崔征山.合肥工业大学 2018
[3]永磁同步电机转矩脉动抑制及其相关性能优化研究[D]. 吴长江.合肥工业大学 2018
[4]新型无刷电励磁直流电机控制策略研究[D]. 毕玉洁.沈阳工业大学 2017
[5]抑制表贴式永磁同步电机转矩脉动的优化设计[D]. 宋金龙.电子科技大学 2017
[6]永磁同步电动机电磁振动与噪声的研究[D]. 蔡黎明.广东工业大学 2016
[7]永磁电机装配后充磁方法研究[D]. 罗彬.华中科技大学 2016
[8]谐波电流对永磁电机振动噪声影响研究[D]. 周吉威.沈阳工业大学 2015
[9]永磁电机的设计与分析[D]. 王玮.南京理工大学 2014
[10]基于ANSYS的永磁同步发电机的电磁场分析与研究[D]. 刘方.东北大学 2011
本文编号：3048028
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