分数槽集中绕组永磁同步电机的分析

发布时间：2020-07-30 11:06

【摘要】：永磁电机具有体积小与效率高的优点,在工农业生产上已经得到了更广泛的应用。随着永磁材料的出现以及永磁电机制造技术的发展,若采用整数槽分布绕组,电机制造难度会加大,相间绝缘材料增大,很难满足设计要求。因此分数槽集中绕组电机受到关注也越来越多,其应用领域主要包括在电动汽车与电梯等,所以对分数槽集中绕组永磁电机的研究是很有必要的。一、绪论。介绍了本课题的研究背景及其研究意义,阐述了分数槽集中绕组永磁同步电机的国内外研究现状及发展趋势,确定了文章的主要内容和章节安排。二、永磁同步电机的基本理论。介绍分数槽集中绕组永磁同步电机的基本结构、论述了永磁同步电机的工作原理、特点以及永磁同步电机的数学模型。三、分数槽集中绕组永磁同步电机设计及径向力波分析。介绍了分数槽集中绕组的电磁设计,分析了分数槽集中绕组槽极配合的约束与选取条件,最终选取的槽极配合分别为9槽8极、12槽8极与12槽10极,紧接着介绍有限元分析方法,确定建立有限元二维模型,得到永磁体磁场谐波波形,根据傅里叶分解得到3种不同槽极配合的分数槽集中绕组永磁电机的谐波数据,最后对电机进行径向力波分析。四、分数槽集中绕组永磁同步电机齿槽转矩的分析。介绍了分数槽集中绕组永磁同步电机齿槽转矩的产生原因,利用解析法分析了分数槽集中绕组永磁同步电机齿槽转矩的表达式;通过有限元分析软件Maxwell 2D分析了3种不同槽极配合的齿槽转矩,得出9槽8极齿槽转矩最小,在此基础上,分析了分数槽集中绕组永磁同步电机的槽口宽度、极弧系数、偏心距与辅助槽对齿槽转矩的影响。五、分数槽集中绕组不平衡磁拉力的分析。介绍了不平衡磁拉力产生的原因与其重要特征,并论述了不平衡磁拉力的解析表达式,通过有限元分析软件Maxwell 2D得出径向不平衡磁拉力的波形。根据解析表达式分析出气隙磁密是产生不平衡磁拉力的重要原因,通过改变槽口宽度与偏心距来优化气隙磁密,从而减小不平衡磁拉力的大小。
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM341
【图文】：

表面式,转子结构

图 2-1 表面式转子结构Fig.2-1 Surface rotor’s structure出式永磁体结构电机优点主要有以下几点：结构简单、制造成本小等，主要是应用在方波永磁同步电机和恒功率范围不宽的正弦除此之外，凸出式转子结构的永磁磁极很容易得到，气隙磁密波接近，对电动机及控制系统的性能提高起到重要作用。面插入式的电机而言，通过有效利用转子磁路不对称，来产生磁阻的动率密度达到很大的改善，对凸出式电机来说，动态性能得到机生产也变得简单，经常可以在调速永磁同步电动机中看到，但大。式转子结构电机中，其永磁体就是嵌于转子磁钢的内部，在外转表面和转子会有极靴存在，极靴对内置式转子的永磁体起保护作路不对称，将会产生磁阻转矩，能够增大电机的过载倍数。

转子结构

广东工业大学硕士学位论文8图2-2 内置式转子结构Fig.2-2 Interior rotor’s structure根据在不同转子磁路情况下，电机的交直轴同步电抗qX 、dX 与qdX / X（凸极率）也不一样。在同一情况下，上面所介绍的三种内置式转子电机dX 相差不大，但qX 却相差甚远，切向式结构qX 最大，混合式qX 是最小的。由于磁路结构与尺寸的多样性，qX 、dX 大小需要按照电机所选定的结构和尺寸通过电磁场计算求得。一般情况下我们为了提高电机的过载倍数都是通过增大qX 与凸极率，故要使qdX /X产生的磁阻转矩利用充分

相量图,永磁同步电动机,永磁同步电机,反电势

第二章永磁同步电机的基本理论0E 是空载时单相反电势的有效值；把(2.1)、(2.2)与(2.3）按照空：sdqsssu u ju ri d /dt j 1sdqi i jisdq j emssT p i图表示(2.4)、(2.5)、(2.6)与(2.7)，可以用图 2-3 表示，该相量图步电机的空间相量图。

【参考文献】