快速响应永磁同步电机电磁设计与参数优化

发布时间：2020-12-28 19:07

　　电气伺服系统以其动态响应快、精度高的显著优点而在各行各业得到了广泛的应用与研究。快速响应永磁同步电机以其高功率密度、输出转矩平稳、控制精度高等优点而得到了伺服系统研发领域的青睐,目前已经成为伺服系统的主流。本文以提高快速响应永磁同步电机转矩输出能力和响应速度、降低转矩波动及损耗为目标,针对永磁同步电机本体进行分析与研究。首先采用场路结合的方法进行了快速响应永磁同步电机的结构设计以及主尺寸确定。针对快速响应永磁同步电机对大输出转矩、小转矩波动的要求,进行了电机转矩特性的计算,研究了快速响应永磁同步电机槽口宽度、槽口高度以及极弧系数等结构参数对转矩特性的影响。详细研究了极弧系数对于转矩特性的影响,从极弧系数对于电机气隙磁密分布、等效磁导以及反电势波形的影响进行了转矩特性变化情况的分析。其中极弧系数的优化对于电机的转矩波动具有优秀的抑制作用。针对快速响应永磁同步电机响应速度的要求,分析了电机相电感对于响应速度的影响。通过有限元方法分析了电机定子槽口宽度、槽口高度、齿宽以及永磁体极弧系数对于相电感的影响,研究结果表明当定子槽口宽度较大、槽口高度较小、齿宽较窄时,对相电感具有较好的抑制作用。在此... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

辐射状转子结构

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文[14]。学者 Ostovic 提出了一新型转子结构，该转子结构表现为“夹心状”，由矫顽力较低的永磁体配合另外一种矫顽力较高的永磁体组成，通过改变电枢电流的大小可以对该矫顽力较低的永磁体进行增次或去磁，从而达到调节永磁磁场强度的目的，以满足伺服系统对于电机弱磁性能的要求，结构如图 1-2 所示[15]。L.Zhen 与 L.Xu 等人则提出了通过在转子中安装弧形软磁材料的方法来改变磁通路径的方法[16]。Damir Zarko 等学者则提出了一种转子开洞结构以提升电机的弱磁性能[17]。

定子并齿结构

【参考文献】：
期刊论文
[1]内电感计算的磁链法和能量法的比较[J]. 焦重庆.  电气电子教学学报. 2015(06)
[2]多相分数槽集中绕组表贴式永磁电机谐波电流的确定及其影响[J]. 康惠林,周理兵,王晋,彭溪.  电工技术学报. 2015(09)
[3]直驱式分数槽集中绕组永磁同步风力发电机永磁体涡流损耗解析计算[J]. 沈世林,陈益广.  大电机技术. 2014(06)
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[5]变频控制下永磁同步电机温度场分析[J]. 丁树业,郭保成,冯海军,章艺,王海涛,郭长光.  中国电机工程学报. 2014(09)
[6]现代高性能永磁交流伺服系统综述——永磁电机篇[J]. 莫会成,闵琳,王健,任雷.  微电机. 2013(09)
[7]通用变频器及伺服系统的最新技术[J]. 邓隐北,蔡桓,梅更德.  伺服控制. 2013(04)
[8]超高速永磁同步发电机的多复合结构电磁场及温度场计算[J]. 张晓晨,李伟力,邱洪波,程树康.  中国电机工程学报. 2011(30)
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[10]永磁交流伺服电机国内外市场概况[J]. 黄伟忠,宋春华.  微特电机. 2009(01)

博士论文
[1]交流永磁电机伺服系统复合自抗扰控制策略研究[D]. 黄庆.湖南大学 2014
[2]高性能永磁同步伺服系统关键技术研究[D]. 吉智.中国矿业大学 2013

硕士论文
[1]100kW 永磁风力发电机设计及永磁体涡流损耗计算分析[D]. 杨鹤.沈阳工业大学 2011



本文编号：2944254