非晶合金轴向磁通永磁电机的设计

发布时间：2017-09-21 17:41

  本文关键词：非晶合金轴向磁通永磁电机的设计

  更多相关文章： 非晶合金 轴向磁通 拓扑结构 损耗构成 工艺性

【摘要】：非晶合金材料应用于高频电机对铁心涡流损耗有显著的抑制作用,本文主要研究拓扑结构对电机性能的影响,考虑非晶合金轴向磁通永磁电机设计中的特殊问题,研究高频非晶合金轴向磁通永磁电机的相关设计技术。首先,对Kaman、Torus结构非晶合金轴向磁通永磁电机进行对比研究。分析拓扑结构对电机工艺性、电磁性能以及温度场的影响,对比非晶合金定子固定方式与水冷冷却系统设计复杂度,研究不同拓扑结构下电机的功率密度、漏磁与气隙磁场情况,并根据损耗构成与电机内部温升分布情况分别确定两种拓扑结构电机设计中极数、非晶合金铁心磁密与绕组电流密度各自的宜选范围,为不同拓扑结构非晶合金轴向磁通永磁电机的设计提供参考。其次,利用Fortran语言编制Torus结构非晶合金轴向磁通永磁电机电磁计算程序。考虑非晶合金材料磁性能对机械应力的敏感性与轴向磁通结构的特殊性,程序中对定子最窄齿宽进行了校核,对定子双绕组不同连接方式(串联、并联)下的电流密度、电机热负荷与铜耗、不同磁路型式(NN、NS)下的定子轭磁密分别进行了计算,最后利用调试样机与电磁场有限元法对程序进行了验证,可用于Torus结构非晶合金轴向磁通永磁电机电磁方案的初步设计。最后,对一台7kW、4000r/min的Torus结构高频非晶合金轴向磁通永磁电机进行设计与优化。首先分析非晶合金轴向磁通永磁电机设计中的特殊问题:非晶定子铁心磁密饱和问题、非晶定子铁心热传导问题、磁通结构引起的轴向磁拉力以及电机装配引起的轴向对称度等,从电磁设计角度削弱其对电机性能的影响,对极槽配合、电机主要尺寸、气隙长度、极弧系数等参数进行选择,并采用45°充磁四段式Halbach阵列型式对永磁体进行优化设计;最后对电机主要损耗与温度场进行有限元计算,校核电机设计方案。
【关键词】：非晶合金 轴向磁通 拓扑结构 损耗构成 工艺性
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM351
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-16
• 1.1 课题背景与意义8
• 1.2 国内外研究现状8-15
• 1.2.1 非晶合金材料特性及其在电机中的应用8-11
• 1.2.2 非晶合金轴向磁通永磁电机设计的研究11-15
• 1.3 本文主要研究内容15-16
• 第2章 Kaman与Torus拓扑结构对比研究16-33
• 2.1 磁路结构对比16-17
• 2.2 工艺性对比17-20
• 2.3 拓扑结构对电磁性能的影响20-30
• 2.3.1 功率密度与转矩密度分析20-22
• 2.3.2 空载漏磁系数分析22-23
• 2.3.3 气隙磁密基波幅值与波形畸变率分析23-25
• 2.3.4 非晶合金铁心磁密的设计25-27
• 2.3.5 绕组电流密度的设计27-28
• 2.3.6 电机损耗结构分析28-30
• 2.4 拓扑结构对温升分布的影响30-32
• 2.5 本章小结32-33
• 第3章 Torus结构轴向磁通永磁电机电磁计算程序的编制33-41
• 3.1 具体参数的计算33-35
• 3.1.1 最窄齿宽的计算33
• 3.1.2 电流密度的计算33-34
• 3.1.3 电机热负荷的计算34
• 3.1.4 定子轭磁密的计算34-35
• 3.1.5 绕组铜耗的计算35
• 3.1.6 非晶合金定子铁耗的计算35
• 3.2 编程思想35-37
• 3.3 程序验证及有限元对比37-40
• 3.4 本章小结40-41
• 第4章 高频非晶合金轴向磁通永磁电机的设计41-60
• 4.1 非晶合金轴向磁通永磁电机设计中的特殊问题41-43
• 4.2 极槽配合的选择43-45
• 4.3 电机主要尺寸的确定45-47
• 4.4 气隙长度的选择47-48
• 4.5 极弧系数的选择48-50
• 4.6 Halbach永磁体阵列型式设计50-52
• 4.7 电机损耗与温升分析52-59
• 4.8 本章小结59-60
• 第5章 结论60-61
• 参考文献61-63
• 在学研究成果63-64
• 致谢64

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 冷建伟;刘婷;李俊芳;;传统电机和新型非晶电机性能的仿真对比[J];化工自动化及仪表;2011年06期

2 黄晟;任智杰;黄科元;廖武;;永磁同步电动机气隙磁密优化方法研究[J];微电机;2009年10期

3 莫会成;;分数槽绕组与永磁无刷电动机[J];微电机;2007年11期

4 李伟力;李守法;谢颖;丁树业;;感应电动机定转子全域温度场数值计算及相关因素敏感性分析[J];中国电机工程学报;2007年24期

5 袁丽卿,钟德刚,陈永校;非晶合金电机及其发展前景[J];微特电机;2004年04期

6 刘岳臣;;以焊代铆改进定子铁心的紧固工艺[J];微特电机;1987年01期

，

本文编号：895964