真空泵用同步磁阻电动机设计研发与分析
发布时间：2021-07-04 22:04
近几年,随着真空应用技术的快速发展,真空泵行业发展迅速,真空泵的种类越来越多,大多数真空泵产品已经实现了国产化和批量化。衡量真空泵性能好坏的主要指标是其稳定工作状态时的极限压强、抽气速率、抽气量和压缩比等,这些性能指标与真空泵所使用的驱动电机紧密相关。在真空泵产品中,使用的驱动电机一般为永磁同步电机和感应电机,同步磁阻电机在真空泵中的应用几乎为零。同步磁阻电机具有控制简单、损耗低、加工简单、生产成本较低等优点。相比于永磁同步电机和感应电机,同步磁阻电机具有较高的性价比,在真空泵用电机产业中存在着巨大的潜力。针对某公司的产品设计要求,本文设计了一台1.9kW真空泵用同步磁阻电机,对其转子结构的主要参数进行了讨论。利用有限元分析软件,对所设计电机的电磁场进行仿真计算,利用仿真结果再进行温度场和应力场的分析计算。首先,本文简要介绍了真空泵的种类和主要特点,介绍了同步磁阻电机的种类、基本结构和工作原理,并介绍了同步磁阻电机的数学模型建立过程以便后期分析。其次,本文设计的同步磁阻电机,转子采用横向叠压式结构,在定子结构不变的前提下,分析了同步磁阻电机转子磁障厚度、磁障位置、磁障层数、磁障占空比以...
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
罗茨真空泵图
第 1 章 绪论1.1 真空泵简介真空泵是指通过化学反应、机械运动或物理变化等途径将容器内的环境抽为真状态的一种真空获得设备。真空泵的主要功能是产生、改善、维持某一特殊封闭空的真空状态。真空泵主要应用于半导体行业、科学仪器行业和医疗器械行业等。随真空技术逐渐现代化，真空泵的应用类别变得更加广泛，抽速小至每秒零点几升，到每秒数百万升，真空泵种类包括扩散泵、罗茨泵、涡旋泵等[1]。在众多种类的真空中，罗茨真空泵与涡旋泵应用较为广泛。目前，应用较为广泛的罗茨泵结构如图 1所示，其工作原理如图 1.2 所示。罗茨真空泵通过两个“8”字形转子以一定角度配合转，抽取封闭腔中的气体以使封闭腔达到真空状态[2]。沈阳工业大学硕士学位论文
抽取封闭腔中的气体以使封闭腔达到真空状态[2]。图 1.1 罗茨真空泵图 图 1.2 罗茨真空泵工作原理图Fig.1.1 Roots vacuum pump Fig.1.2 Working principle of roots vacuum pu涡旋真空泵结构如图 1.3 所示，主要包括动、静涡旋盘、曲轴、防自转机构、机和密封件等部件，其动、静涡旋盘如图 1.4 所示[3]。涡旋盘是一个或几个渐开形成的一个涡旋型盘状结构体，静涡旋盘与动涡旋盘相互交错，形成封闭腔[4]。电机起动后，曲轴会随电机旋转，进而驱动动涡旋盘，使其绕静涡旋盘的涡旋体运动。此时，封闭腔的体积也随之发生变化，通过消失和形成的循环过程，形成断的吸气、压缩与排气，对腔内气体形成吸附和强制输送[5,6]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]干式螺杆真空泵转子热力耦合分析与冷却系统优化[J]. 张远深,卢玉星,范超超,蔺相伟. 液压气动与密封. 2019(02)
[2]可变磁通永磁辅助同步磁阻电机设计与性能分析[J]. 杨晨,白保东,陈德志,李岱岩. 电工技术学报. 2019(03)
[3]一种改善永磁同步电机性能的多目标优化方法[J]. 王明星,王爱元,李轶华,庄石榴. 微特电机. 2019(01)
[4]直流电机控制系统性能评价及控制优化[J]. 辛悦夷,李奇达. 自动化仪表. 2019(01)
[5]基于Ansoft大功率牵引电机电磁场有限元分析[J]. 刘继午. 电工技术. 2018(21)
[6]开关磁阻电机磁-热耦合仿真分析[J]. 孙建忠,王斌,白凤仙. 微特电机. 2018(10)
[7]钕铁硼永磁磁阻同步电机及其仿真分析[J]. 李新华,汪思敏,易梦云,马霁旻. 微特电机. 2018(08)
[8]三相交流电机坐标变换仿真[J]. 樊战亭. 咸阳师范学院学报. 2018(04)
[9]永磁同步电机三维全域温度场与温度应力耦合研究[J]. 丁树业,朱敏,江欣. 电机与控制学报. 2018(01)
[10]干式涡旋真空泵用特种电机温度场仿真与实验[J]. 安跃军,张振厚,张强,王光玉,刘在行. 电机与控制学报. 2017(08)
硕士论文
[1]基于两个变分原理的联合有限元方法[D]. 王博鳌.中国民航大学 2018
[2]同步磁阻电机无速度传感器矢量控制技术研究[D]. 刘思贝.浙江大学 2018
[3]超洁净真空泵用永磁同步电动机多物理场分析[D]. 薛力铭.沈阳工业大学 2017
[4]同步磁阻电机性能分析与结构优化[D]. 蔡顺.浙江大学 2017
[5]开关磁阻电机建模及降噪策略研究[D]. 高宇.电子科技大学 2016
[6]提高同步磁阻电机力能指标的研究[D]. 周浩.重庆大学 2013
[7]考虑磁路饱和的同步磁阻电机控制策略研究[D]. 杨超.重庆大学 2013
[8]无位置传感器开关磁阻电机控制技术研究[D]. 王岩.西安科技大学 2010
[9]多级干式罗茨真空泵实际抽速计算的研究[D]. 孔源.东北大学 2008
[10]同步磁阻永磁电机电磁场及性能分析[D]. 高原.天津大学 2008
本文编号：3265629
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
罗茨真空泵图
第 1 章 绪论1.1 真空泵简介真空泵是指通过化学反应、机械运动或物理变化等途径将容器内的环境抽为真状态的一种真空获得设备。真空泵的主要功能是产生、改善、维持某一特殊封闭空的真空状态。真空泵主要应用于半导体行业、科学仪器行业和医疗器械行业等。随真空技术逐渐现代化，真空泵的应用类别变得更加广泛，抽速小至每秒零点几升，到每秒数百万升，真空泵种类包括扩散泵、罗茨泵、涡旋泵等[1]。在众多种类的真空中，罗茨真空泵与涡旋泵应用较为广泛。目前，应用较为广泛的罗茨泵结构如图 1所示，其工作原理如图 1.2 所示。罗茨真空泵通过两个“8”字形转子以一定角度配合转，抽取封闭腔中的气体以使封闭腔达到真空状态[2]。沈阳工业大学硕士学位论文
抽取封闭腔中的气体以使封闭腔达到真空状态[2]。图 1.1 罗茨真空泵图 图 1.2 罗茨真空泵工作原理图Fig.1.1 Roots vacuum pump Fig.1.2 Working principle of roots vacuum pu涡旋真空泵结构如图 1.3 所示，主要包括动、静涡旋盘、曲轴、防自转机构、机和密封件等部件，其动、静涡旋盘如图 1.4 所示[3]。涡旋盘是一个或几个渐开形成的一个涡旋型盘状结构体，静涡旋盘与动涡旋盘相互交错，形成封闭腔[4]。电机起动后，曲轴会随电机旋转，进而驱动动涡旋盘，使其绕静涡旋盘的涡旋体运动。此时，封闭腔的体积也随之发生变化，通过消失和形成的循环过程，形成断的吸气、压缩与排气，对腔内气体形成吸附和强制输送[5,6]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]干式螺杆真空泵转子热力耦合分析与冷却系统优化[J]. 张远深,卢玉星,范超超,蔺相伟. 液压气动与密封. 2019(02)
[2]可变磁通永磁辅助同步磁阻电机设计与性能分析[J]. 杨晨,白保东,陈德志,李岱岩. 电工技术学报. 2019(03)
[3]一种改善永磁同步电机性能的多目标优化方法[J]. 王明星,王爱元,李轶华,庄石榴. 微特电机. 2019(01)
[4]直流电机控制系统性能评价及控制优化[J]. 辛悦夷,李奇达. 自动化仪表. 2019(01)
[5]基于Ansoft大功率牵引电机电磁场有限元分析[J]. 刘继午. 电工技术. 2018(21)
[6]开关磁阻电机磁-热耦合仿真分析[J]. 孙建忠,王斌,白凤仙. 微特电机. 2018(10)
[7]钕铁硼永磁磁阻同步电机及其仿真分析[J]. 李新华,汪思敏,易梦云,马霁旻. 微特电机. 2018(08)
[8]三相交流电机坐标变换仿真[J]. 樊战亭. 咸阳师范学院学报. 2018(04)
[9]永磁同步电机三维全域温度场与温度应力耦合研究[J]. 丁树业,朱敏,江欣. 电机与控制学报. 2018(01)
[10]干式涡旋真空泵用特种电机温度场仿真与实验[J]. 安跃军,张振厚,张强,王光玉,刘在行. 电机与控制学报. 2017(08)
硕士论文
[1]基于两个变分原理的联合有限元方法[D]. 王博鳌.中国民航大学 2018
[2]同步磁阻电机无速度传感器矢量控制技术研究[D]. 刘思贝.浙江大学 2018
[3]超洁净真空泵用永磁同步电动机多物理场分析[D]. 薛力铭.沈阳工业大学 2017
[4]同步磁阻电机性能分析与结构优化[D]. 蔡顺.浙江大学 2017
[5]开关磁阻电机建模及降噪策略研究[D]. 高宇.电子科技大学 2016
[6]提高同步磁阻电机力能指标的研究[D]. 周浩.重庆大学 2013
[7]考虑磁路饱和的同步磁阻电机控制策略研究[D]. 杨超.重庆大学 2013
[8]无位置传感器开关磁阻电机控制技术研究[D]. 王岩.西安科技大学 2010
[9]多级干式罗茨真空泵实际抽速计算的研究[D]. 孔源.东北大学 2008
[10]同步磁阻永磁电机电磁场及性能分析[D]. 高原.天津大学 2008
本文编号：3265629
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