永磁力矩电机的磁场参数优化与水冷研究

发布时间：2017-11-26 17:20

  本文关键词：永磁力矩电机的磁场参数优化与水冷研究

  更多相关文章： 永磁力矩电机 磁路饱和 转矩特性 转矩波动 水冷

【摘要】：随着工业生产技术水平的提高,对数控机床、仿真平台等传动机构的精度要求越来越高,永磁力矩电机以其低速直驱的显著特点得到越来越多的应用。永磁力矩电机的主要输出是转矩,具有很好的线性度和快速反应能力。特别是永磁力矩电机在某些特定场合下,甚至是堵转的工作状态下,仍可以正常输出较大的转矩。但在输出大力矩的工作状态下,转矩特性线性度和转矩波动容易受到电机磁路饱和的影响。本文针对永磁力矩电机的工作原理和转矩特性进行了研究,从数学模型的推导寻求出一种简单验证磁路饱和程度的方法。通过对永磁力矩电机的设计特点进行分析,就削弱大力矩输出下的磁路饱和问题研究出相应的参数优化设计,同时分析了电机的损耗和温度场概况,并针对性的设计出了一种通用的水冷槽结构设计方案,最后根据相应的实验来验证了仿真分析的正确性。本文通过对永磁力矩电机数学模型的建立,简要分析了其工作原理和输出特性,得出研究永磁力矩电机输出转矩特性的方法,提出了在大力矩工作条件下电机磁路必然饱和的问题。根据相应的设计指标完成了一系列尺寸永磁力矩电机的电磁设计,并结合ANSYS MAXWELL软件对其进行模型仿真,依据仿真结果验证设计的合理性与可行性。结合软件仿真得出的转矩特性,选取了多种参数优化设计方法来削弱永磁力矩电机磁路的饱和,改善永磁力矩电机的输出特性,降低永磁力矩电机转矩波动,并最终得到具体的优化设计方案。永磁力矩电机在大力矩输出的同时往往具有较高的电磁负荷,由于永磁力矩电机的应用场合限制,其本身尺寸往往较小造成散热不便,因而局部温升较为突出。本文简要分析了永磁力矩电机的损耗、发热和温度计算,并参考国内外各式水冷电机水冷设计方案,研究了冷却水流量、流速、水冷槽结构等因素对温升和散热的影响,设计并改进出适合永磁力矩电机的冷却槽结构方案。最后在实验室现有的条件下设计样机并搭建电机测试平台,利用转矩测量仪等设备进行实际的力矩特性和相应参数测算,验证了计算和仿真结果的正确性。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM359.6

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 杨玉波,王秀和,陈谢杰,冀溥;基于不等槽口宽配合的永磁电动机齿槽转矩削弱方法[J];电工技术学报;2005年03期

2 杨玉波;王秀和;丁婷婷;;一种削弱永磁同步电动机齿槽转矩的方法[J];电机与控制学报;2008年05期

3 吴琳;王宏光;;水冷电机冷却系统设计与计算[J];机械设计与制造;2008年08期

4 李贺;;低速直驱永磁同步电动机及其起动性能研究[J];沈阳工程学院学报(自然科学版);2011年03期

5 刘利宏;永磁无刷直流电动机转矩特性的研究[J];微电机(伺服技术);2005年05期

6 董少波;程小华;;无刷直流电动机转矩脉动及其抑制方法综述[J];微电机;2010年08期

7 辛懋;韩力;;削角磁极抑制永磁电动机齿槽转矩的研究[J];微特电机;2008年09期

8 李耀华;刘卫国;;永磁同步电机直接转矩控制不合理转矩脉动抑制研究[J];西北工业大学学报;2007年05期

9 王继强,王凤翔,鲍文博,关恩录;高速永磁电机转子设计与强度分析[J];中国电机工程学报;2005年15期

10 梁培鑫;柴凤;李翠萍;顾磊;;水冷电机水路设计的研究[J];微电机;2013年05期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 雷波;永磁同步电机控制策略研究及仿真[D];武汉理工大学;2008年

，

本文编号：1230555