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基于FEM的SRM分析及优化设计研究

发布时间:2018-02-14 17:16

  本文关键词: 开关磁阻电机 有限元仿真分析 磁场力 转矩波动 优化设计 出处:《西安科技大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:开关磁阻电机(SRM)结构简单坚固、调速性能优异,系统可靠性高。因其在现代电气传动中异军突起,而备受关注。但是其特有的双凸极结构和工作方式,导致这种新型电机具有较强的非线性特性,其性能和控制方式与传统电机有明显不同,也就造成它的电磁噪声较大,导致电磁噪声的主要因素是径向力波和转矩波动。文中从电机本身结构出发,探讨了通过优化电机结构改善开关磁阻电机电磁噪声的方法。开关磁阻电机的电磁设计是电机设计的基础,也是电机优化设计的根本出发点。本文分析了开关磁阻电机的电磁设计方法,对电机各部分结构参数的选择和确定进行了详细论述。依据开关磁阻电机的电磁设计方法,进行了样机的设计,在有限元分析软件环境下建立了电机的模型,对电机的磁场分布、静态特性、动态特性进行了仿真分析,对具有不同绕组结构的开关磁阻电机进行了性能的仿真分析和对比。减小开关磁阻电机的电磁噪声是电机优化设计的首要任务。本文对开关磁阻电机的电磁噪声来源及降噪措施进行了综述。对开关磁阻电机的定、转子结构进行了优化设计,在常规结构的开关磁阻电机基础上进行了改进,在定子磁极上添加锲形角,使定、转子磁极接触时多一个缓冲区域,降低转矩突变;在转子凸极与转子轴中心的径向直线上,设置无填充物的圆孔。利用空气磁导率小于铁芯磁导率的原理,减小定子、转子凸极处于对齐位置时的磁链大小,进而改善径向磁力的分布,达到缓解定子机壳形变,降低电机电磁噪声的目的。分析总结改良结构的优缺点,明确后续的研究方向。
[Abstract]:Switched reluctance motor (SRM) has a simple and strong structure, excellent speed regulation performance and high system reliability. It has attracted much attention because of its sudden rise in modern electrical transmission, but its unique double salient pole structure and working mode. This new type of motor has strong nonlinear characteristics, and its performance and control mode are obviously different from those of the traditional motor, which causes its electromagnetic noise to be larger. The main factors causing electromagnetic noise are radial force wave and torque wave. The method of improving the electromagnetic noise of switched reluctance motor by optimizing the motor structure is discussed. The electromagnetic design of switched reluctance motor is the basis of the motor design. This paper analyzes the electromagnetic design method of switched reluctance motor, discusses in detail the selection and determination of the structural parameters of each part of the motor, and according to the electromagnetic design method of switched reluctance motor, The prototype is designed, and the model of the motor is established under the finite element analysis software environment. The distribution of magnetic field, static and dynamic characteristics of the motor are simulated and analyzed. The performance of switched reluctance motor with different windings is analyzed and compared. Reducing the electromagnetic noise of switched reluctance motor is the most important task in the optimization design of the motor. In this paper, the electromagnetic noise of switched reluctance motor is studied. The source and noise reduction measures are summarized. The determination of switched reluctance motor, The rotor structure is optimized and improved on the basis of the conventional structure of switched reluctance motor (SRM), adding a wedge angle to the stator pole, which makes the stator and rotor pole contact with one more buffer area, and reduces the torque mutation. In the radial straight line between the rotor salient pole and the center of the rotor shaft, a circular hole without filler is set. By using the principle that the air permeability is smaller than that of the core magnetic permeability, the flux chain size of the stator and rotor salient pole is reduced when the stator and rotor salient pole are in the aligned position. Then the distribution of radial magnetic force is improved to alleviate the deformation of stator shell and reduce the electromagnetic noise of motor. The advantages and disadvantages of the improved structure are analyzed and summarized.
【学位授予单位】:西安科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TM352

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