无刷直流电动机电磁设计及齿槽转矩研究

发布时间：2017-12-01 21:09

  本文关键词：无刷直流电动机电磁设计及齿槽转矩研究

  更多相关文章： 无刷直流电动机 电磁设计 齿槽转矩 遗传算法 有限元分析

【摘要】：近年来,无刷直流电动机(Brushless Direct Current Motor,BLDCM)以其体积小、效率高、维护方便、无励磁损耗以及调速性能好等优点越来越广泛地应用于高性能的速度和位置控制系统中;然而由于永磁体和有槽电枢铁芯相互作用产生齿槽转矩,进而产生振动和噪声,影响了控制系统的精度。因此,对BLDCM的设计和齿槽转矩的研究都具有十分重要的意义。本文首先介绍了BLDCM的发展概况,综述了BLDCM的研究现状,并重点对BLDCM的本体设计及齿槽转矩的发展现状进行了阐述。其次,在BLDCM基本结构及工作原理的基础上,对BLDCM电磁设计中的几个重要的基本物理公式进行了详细的推导;深入分析了BLDCM齿槽转矩的成因及相应的削弱方法。再次,以BLDCM的电磁设计理论为基础,用手工计算法设计了一台额定功率30W、额定电压24V、额定转速1350rpm的连续运行的BLDCM,并用RMxprt设计软件验证了设计结果的合理性,给出该BLDCM的有限元分析结果。最后,针对所设计的BLDCM齿槽转矩幅值过大的特点,从两个角度研究了削弱其幅值的方法,即改变单一参数和优化组合参数。在改变单一参数削弱齿槽转矩的研究中,分析了槽口宽度、定子添加辅助槽及不等厚磁极对齿槽转矩的影响,研究了上述参数的变化对电机其他性能(空载气隙磁密、空载反电动势及负载时的转矩、电流)的影响;结果表明,改变这三种单一参数可以不同程度地削弱齿槽转矩幅值大小且对电机的其他性能也有一定的影响。在优化组合参数削弱齿槽转矩的研究中,以参数优化理论为基础,通过编写遗传算法程序来建立相应的优化模型,经过计算得到了最优的组合参数值,并将此值与Maxwell2D自带的遗传算法优化的结果进行了对比。在上述基础上,运用有限元法分析了组合参数的改变对BLDCM齿槽转矩及其他性能的影响。结果表明,组合参数的改变能够在不严重影响电机其他性能的前提下较好地削弱齿槽转矩的幅值大小。
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM33

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 张科;史祥翠;;永磁无刷直流电机齿槽转矩削弱方法[J];煤矿机电;2009年06期

2 贡俊,陆国林;无刷直流电机在工业中的应用和发展[J];微特电机;2000年05期

3 安群涛;孙立志;刘超;孙力;;无刷直流电机的磁链自控直接转矩控制[J];中国电机工程学报;2010年12期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 钱强;永磁无刷直流电动机优化设计和转矩脉动抑制[D];太原理工大学;2010年

，

本文编号：1242450