不同转子结构的永磁无刷直流高速电机的设计与分析
发布时间：2021-11-10 12:03
永磁无刷直流电机的转子结构较简单,效率较高。高速电机比一般的电机要有很多的优点,比如功率密度较大、体积小、效率高等。但是正是由于它的这些特性,使其存在温度更容易升高且热量的散发更为困难等问题。本文是在掌握了高速永磁无刷直流电机设计理论的基础上,设计了不同转子结构的三台10kW、10000r/min高速永磁无刷直流电机,一台为内嵌式,两台为表贴式不同转子护套的永磁无刷直流高速电机,并在以下几个方面对三台电机进行全面对比分析。本文的研究内容如下:首先,对不同转子结构的高速永磁无刷直流电机电磁设计。阐述了本课题的背景与意义,国内外研究的现状,论文的研究内容以及论文结构安排,接着根据高速电机的特点设计了本文所研究的高速永磁无刷直流电机。然后通过有限元软件进行电磁设计分别对两种转子结构的高速永磁无刷直流电机进行电磁设计,并通过有限元仿真分析了两种转子结构的电机空载与负载特性,从而保障电机设计合理。其次,对不同转子结构高速永磁无刷直流电机转子的机械强度进行分析。高速下永磁体可能会由于线速度过大而损坏,所设计内嵌式转子和表贴式转子,一种是把永磁体嵌入转子中,一种是给予不同材料保护套对永磁体进行保护利...
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
高速永磁无刷直流电机常用的转子结构
第 2 章 高速永磁无刷直流电机的电磁设计有限元的电磁特性仿真特性仿真Ansoft 软件对所设计的不同转子结构高速永磁无刷直流电机进行 2.2 为所做仿真模型。图 2.3 分别为两种结构转子电机的磁力线布可以看出，内嵌式在永磁体两端稍微有些漏磁，表贴式几乎计是合理的。图 2.4 为两种结构转子电机的磁密云图，从图中可部分磁通密度均合理。图 2.5 为两种转子结构电机空载反电势波反电势波形基本三相对称，符合设计要求。图 2.6 为不同转子结密波形，空载气隙磁密波形呈平顶波，且有锯齿形波动，这是图 2.7 为齿槽转矩波形，最大值为 1.0mN·m，远小于电机的额定转
计的电机各部分磁通密度均合理。图 2.5 为两种转子结构电机空载反电势波形，从图可以看出，反电势波形基本三相对称，符合设计要求。图 2.6 为不同转子结构高速电空载气隙磁密波形，空载气隙磁密波形呈平顶波，且有锯齿形波动，这是由于定子槽引起的。图 2.7 为齿槽转矩波形，最大值为 1.0mN·m，远小于电机的额定转矩 9.8N·ma 内嵌式转子结构电机 b 表贴式转子结构电机图 2.2 高速电机的仿真模型Fig. 2.2 The simulation model of high speed machine
【参考文献】：
期刊论文
[1]高速永磁同步电机的转子结构强度分析研究[J]. 李振平,占彦. 机电工程. 2016(07)
[2]高速永磁电机设计与分析技术综述[J]. 董剑宁,黄允凯,金龙,林鹤云. 中国电机工程学报. 2014(27)
[3]兆瓦级高速永磁电机通风系统设计与转子表面风摩耗研究[J]. 张凤阁,杜光辉,王天煜,黄娜,曹文平. 电机与控制学报. 2014(02)
[4]高速永磁电机转子不同保护措施的强度分析[J]. 张凤阁,杜光辉,王天煜,黄娜. 中国电机工程学报. 2013(S1)
[5]碳纤维绑扎表贴式高速永磁电机转子强度分析[J]. 王保俊,毕刘新,陈亮亮,杨平西,祝长生. 浙江大学学报(工学版). 2013(12)
[6]基于Ansoft的高速永磁无刷直流电机磁场有限元分析[J]. 王芳,陈小军. 南昌大学学报(工科版). 2012(04)
[7]高速永磁电机的损耗计算与温度场分析[J]. 孔晓光,王凤翔,邢军强. 电工技术学报. 2012(09)
[8]基于有限元法的高速永磁转子强度分析[J]. 张涛,朱熀秋,孙晓东,杨泽斌. 电机与控制学报. 2012(06)
[9]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)
[10]高速永磁电机转子护套过盈配合量计算及应力分析[J]. 丁鸿昌,肖林京,张华宇,孙传余. 机械设计与研究. 2011(05)
博士论文
[1]高速永磁电机定子损耗和温升研究[D]. 孔晓光.沈阳工业大学 2011
[2]高速永磁电机转子损耗及通风散热研究[D]. 邢军强.沈阳工业大学 2011
[3]高速永磁电机转子综合设计方法及动力学特性的研究[D]. 王天煜.沈阳工业大学 2010
硕士论文
[1]100kW、50000r/min高速永磁同步电机的设计与分析[D]. 郝叶.沈阳工业大学 2017
[2]兆瓦级高速永磁电机冷却系统设计与传热特性分析[D]. 宋姝临.沈阳工业大学 2014
[3]超高速永磁无刷直流电机的设计与分析[D]. 肖江成.广东工业大学 2011
[4]高速永磁电机转子特性分析及结构优化设计[D]. 方程.沈阳工业大学 2010
[5]基于场路结合高速永磁电机电磁设计与特性分析方法的研究[D]. 张颖博.沈阳工业大学 2010
[6]高速永磁电机流体场分析与温升计算[D]. 张殿海.沈阳工业大学 2009
[7]基于FLUENT的静压轴承流场及温度场研究[D]. 张艳芹.哈尔滨理工大学 2007
[8]高速永磁发电机定子结构设计及其损耗计算[D]. 于涛.沈阳工业大学 2006
本文编号：3487211
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
高速永磁无刷直流电机常用的转子结构
第 2 章 高速永磁无刷直流电机的电磁设计有限元的电磁特性仿真特性仿真Ansoft 软件对所设计的不同转子结构高速永磁无刷直流电机进行 2.2 为所做仿真模型。图 2.3 分别为两种结构转子电机的磁力线布可以看出，内嵌式在永磁体两端稍微有些漏磁，表贴式几乎计是合理的。图 2.4 为两种结构转子电机的磁密云图，从图中可部分磁通密度均合理。图 2.5 为两种转子结构电机空载反电势波反电势波形基本三相对称，符合设计要求。图 2.6 为不同转子结密波形，空载气隙磁密波形呈平顶波，且有锯齿形波动，这是图 2.7 为齿槽转矩波形，最大值为 1.0mN·m，远小于电机的额定转
计的电机各部分磁通密度均合理。图 2.5 为两种转子结构电机空载反电势波形，从图可以看出，反电势波形基本三相对称，符合设计要求。图 2.6 为不同转子结构高速电空载气隙磁密波形，空载气隙磁密波形呈平顶波，且有锯齿形波动，这是由于定子槽引起的。图 2.7 为齿槽转矩波形，最大值为 1.0mN·m，远小于电机的额定转矩 9.8N·ma 内嵌式转子结构电机 b 表贴式转子结构电机图 2.2 高速电机的仿真模型Fig. 2.2 The simulation model of high speed machine
【参考文献】：
期刊论文
[1]高速永磁同步电机的转子结构强度分析研究[J]. 李振平,占彦. 机电工程. 2016(07)
[2]高速永磁电机设计与分析技术综述[J]. 董剑宁,黄允凯,金龙,林鹤云. 中国电机工程学报. 2014(27)
[3]兆瓦级高速永磁电机通风系统设计与转子表面风摩耗研究[J]. 张凤阁,杜光辉,王天煜,黄娜,曹文平. 电机与控制学报. 2014(02)
[4]高速永磁电机转子不同保护措施的强度分析[J]. 张凤阁,杜光辉,王天煜,黄娜. 中国电机工程学报. 2013(S1)
[5]碳纤维绑扎表贴式高速永磁电机转子强度分析[J]. 王保俊,毕刘新,陈亮亮,杨平西,祝长生. 浙江大学学报(工学版). 2013(12)
[6]基于Ansoft的高速永磁无刷直流电机磁场有限元分析[J]. 王芳,陈小军. 南昌大学学报(工科版). 2012(04)
[7]高速永磁电机的损耗计算与温度场分析[J]. 孔晓光,王凤翔,邢军强. 电工技术学报. 2012(09)
[8]基于有限元法的高速永磁转子强度分析[J]. 张涛,朱熀秋,孙晓东,杨泽斌. 电机与控制学报. 2012(06)
[9]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)
[10]高速永磁电机转子护套过盈配合量计算及应力分析[J]. 丁鸿昌,肖林京,张华宇,孙传余. 机械设计与研究. 2011(05)
博士论文
[1]高速永磁电机定子损耗和温升研究[D]. 孔晓光.沈阳工业大学 2011
[2]高速永磁电机转子损耗及通风散热研究[D]. 邢军强.沈阳工业大学 2011
[3]高速永磁电机转子综合设计方法及动力学特性的研究[D]. 王天煜.沈阳工业大学 2010
硕士论文
[1]100kW、50000r/min高速永磁同步电机的设计与分析[D]. 郝叶.沈阳工业大学 2017
[2]兆瓦级高速永磁电机冷却系统设计与传热特性分析[D]. 宋姝临.沈阳工业大学 2014
[3]超高速永磁无刷直流电机的设计与分析[D]. 肖江成.广东工业大学 2011
[4]高速永磁电机转子特性分析及结构优化设计[D]. 方程.沈阳工业大学 2010
[5]基于场路结合高速永磁电机电磁设计与特性分析方法的研究[D]. 张颖博.沈阳工业大学 2010
[6]高速永磁电机流体场分析与温升计算[D]. 张殿海.沈阳工业大学 2009
[7]基于FLUENT的静压轴承流场及温度场研究[D]. 张艳芹.哈尔滨理工大学 2007
[8]高速永磁发电机定子结构设计及其损耗计算[D]. 于涛.沈阳工业大学 2006
本文编号：3487211
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