永磁力矩电机流体场分析与温升计算

发布时间：2017-10-14 14:29

  本文关键词：永磁力矩电机流体场分析与温升计算

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【摘要】：为提高材料利用率，降低电机生产成本，永磁力矩电机电磁负荷设计越来越高。伴随高电磁负荷而来的是较高的电机温升，它是威胁电机安全运行的关键因素。合理的冷却系统设计能降低电机温升，而准确的温升计算又能指导电机冷却系统的合理设计。改变电机磁路结构，提高有效材料利用率也是降低电机生产成本的一种途径。本文针对水冷永磁力矩电机的流体场、温度场、电磁场进行了研究，主要包括以下几方面内容： 首先，对水冷永磁电机流体场进行分析，用解析公式推导出水冷永磁电机冷却水流速跟电机温升之间的关系，做出关系曲线，求出曲线拐点。用有限体积法和试验对该曲线分布规律进行验证。另外，分析了相同流量条件，不同水道个数下电机冷却水的压力降落，研究了有限空间内开设水道个数与电机温升的关系。综合考虑电机温升和水道驱动损耗，给出所研究永磁力矩电机的合理冷却水道数。 其次，根据流体场分析规律改善电机冷却系统，利用流体场分析软件FLUENT对表面式磁路结构和内置式磁路结构力矩电机温升进行计算，对比温升计算结果。通过试验验证，以说明该方法计算电机温升误差较小，并且能满足工程需要。 最后，对电机磁路结构进行研究，为降低永磁力矩电机制造成本，采用永磁体利用率较高的内置磁路结构，该磁路结构电机漏磁较大，气隙磁密波形较表面式的差。因此文章围绕减小内置磁路结构漏磁、优化电机气隙磁密波形和减小电机齿槽转矩等问题进行研究，，采取了一系列的措施。使该内置磁路结构漏磁因数降到1.51，空载气隙磁密波形畸变率降低12.05个百分点。对比内置式磁路结构与表面式磁路结构电机性能和制造成本，对永磁力矩电机选择时可以根据电机实际工作场合综合考虑二者关系进行选取。
【关键词】：永磁力矩电机 流体场 温度场 内置磁路结构
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM359.6
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-18
• 1.1 课题研究的背景和意义9
• 1.2 国内外发展现状9-16
• 1.2.1 永磁电机水冷技术研究现状10-12
• 1.2.2 永磁电机温升计算国内外研究现状12-14
• 1.2.3 永磁电机电磁场分析及国内外产品发展现状14-16
• 1.3 课题研究内容16-18
• 1.3.1 永磁力矩电机流体场分析方面的工作17
• 1.3.2 永磁力矩电机温度场计算方面的工作17
• 1.3.3 永磁力矩电机电磁场分析方面的工作17-18
• 第2章 永磁伺服电机流体场分析18-38
• 2.1 水冷永磁力矩电机冷却水流速与电机温升关系研究18-27
• 2.1.1 水冷永磁力矩电机冷却水速与电机温升关系理论分析18-21
• 2.1.2 水流速与电机温升关系有限体积仿真计算21-24
• 2.1.3 20kW 水冷永磁电机冷却水流速与电机温升关系研究24-27
• 2.2 水冷永磁力矩电机水道个数与电机温升关系研究27-36
• 2.2.1 流体在管道中运动时阻力损耗的计算27-30
• 2.2.2 不同水道数电机模型的建立30-31
• 2.2.3 不同水道电机温升计算31-36
• 2.3 本章小结36-38
• 第3章 永磁力矩电机温升计算38-45
• 3.1 表面式永磁力矩电机温升计算38-43
• 3.1.1 建模38-39
• 3.1.2 剖分39-40
• 3.1.3 热计算40-43
• 3.2 内置切向磁路结构力矩电机温升计算43-44
• 3.3 表面磁路结构和内置切向磁路结构力矩电机温升计算值的对比44
• 3.4 本章小结44-45
• 第4章 永磁力矩电机磁路结构的研究45-59
• 4.1 力矩电机转子磁路结构的确定45-50
• 4.1.1 径向转子磁路结构磁化方向长度的确定45-47
• 4.1.2 内置切向转子磁路结构隔磁措施的确定47-49
• 4.1.3 径向和切向转子磁路结构的对比49-50
• 4.2 气隙长度的选择50-51
• 4.3 转子槽开口长度的选择51-53
• 4.4 气隙磁密波形优化和齿槽转矩的削弱53-54
• 4.5 电枢反应电抗的计算54-56
• 4.6 电机成本核算56-57
• 4.7 本章小结57-59
• 第5章 结论59-60
• 参考文献60-63
• 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9条

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本文编号：1031613