新型轴向磁通弧线电机的结构设计及漏磁分析

发布时间：2021-03-21 02:15

　　弧线电机是一种可以驱动负载在有限角度内沿圆弧线做往复运动的特种电机,它兼有直线电机和旋转电机的特点。这种电机结构简单,可靠性高,响应速度快,是一种新型的动力装置。轴向磁通电机不同于传统的径向磁通电机,其最显著的优点是轴向尺寸小、损耗小、效率高,转子转矩惯量小,适合应用在低速大转矩的运行场合。本文针对应用在翼闸门机的驱动系统,开发研究一种新型轴向磁通弧线电机,采用分段式二维有限元法对电机的运行原理、结构尺寸、工作性能进行分析。主要针对新型轴向磁通弧线电机结构设计和漏磁分析展开工作,主要包括以下几个方面:首先,详细介绍了新型轴向磁通弧线电机的结构特点及其工作原理,运用Ansoft有限元分析软件,建立三维有限元模型和分段式等效二维有限元模型,对电机电磁场和性能进行对比分析。分析该电机各种漏磁形式,推导出各部分漏磁通对应的漏磁导解析式,建立该电机等效磁路模型,利用有限元法和等效磁路法分别计算了该电机的空载漏磁系数。其次,分析了影响新型轴向磁通弧线电机工作性能的磁阻力,分别推导了弧线电机齿槽力和端部力的解析表达式,重点研究了永磁体厚度、槽口宽度、极弧系数对齿槽力的影响,以及端部导磁块形状尺寸对端... 

【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省

【文章页数】：55 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

翼闸门机Fig.1.1Automaticwinggate传统的翼闸门动力驱动系统过于复杂，为了简化系统，本文所设计的新型轴向磁

5第2章新型轴向磁通弧线电机的理论基础2.1新型轴向磁通弧线电机的基本结构和工作原理从结构看，弧线电机是直线电机的特例。直线电机可由传统的径向旋转电机转化得到，剔除中间机械传动系统，实现直接驱动负载做直线运动[4]。将旋转电机沿径向剖开，并沿周向拉伸成直线，再将其按照一定弧度弯曲成为弧线电机，如图2.1所示，因为其与直线电机有相同的结构特点，所以将新型轴向磁通弧线电机列入直线电机的范畴[16]。图2.1弧线电机结构示意图Fig.2.1Structurechartofarcmotor本文所设计的新型轴向磁通弧线电机应用在翼闸门机驱动系统中，由于对电机有较高的安装尺寸要求，所以采用轴向磁通结构，其结构如图2.2所示。这种结构轴向尺寸较小，节省安装空间，转矩密度较高，具有优越的动态性能，适于工作在低速运行的环境中[17]。图2.2新型轴向磁通弧线电机结构图Fig.2.2StructurechartofnewaxialfluxarcPMSM在新型轴向磁通弧线电机初级绕组中，施加正序对称电流，与永磁体励磁磁场共同作用，在电机气隙中产生旋转磁常由于电机的初级铁心两端开断，不能保持三相电枢绕组的对称性，导致三相绕组之间的互感不相等，因此弧线电机也具有同于直线沈阳工业大学硕士学位论文

5第2章新型轴向磁通弧线电机的理论基础2.1新型轴向磁通弧线电机的基本结构和工作原理从结构看，弧线电机是直线电机的特例。直线电机可由传统的径向旋转电机转化得到，剔除中间机械传动系统，实现直接驱动负载做直线运动[4]。将旋转电机沿径向剖开，并沿周向拉伸成直线，再将其按照一定弧度弯曲成为弧线电机，如图2.1所示，因为其与直线电机有相同的结构特点，所以将新型轴向磁通弧线电机列入直线电机的范畴[16]。图2.1弧线电机结构示意图Fig.2.1Structurechartofarcmotor本文所设计的新型轴向磁通弧线电机应用在翼闸门机驱动系统中，由于对电机有较高的安装尺寸要求，所以采用轴向磁通结构，其结构如图2.2所示。这种结构轴向尺寸较小，节省安装空间，转矩密度较高，具有优越的动态性能，适于工作在低速运行的环境中[17]。图2.2新型轴向磁通弧线电机结构图Fig.2.2StructurechartofnewaxialfluxarcPMSM在新型轴向磁通弧线电机初级绕组中，施加正序对称电流，与永磁体励磁磁场共同作用，在电机气隙中产生旋转磁常由于电机的初级铁心两端开断，不能保持三相电枢绕组的对称性，导致三相绕组之间的互感不相等，因此弧线电机也具有同于直线沈阳工业大学硕士学位论文


本文编号：3092119