抽油机用22KW新型低速大转矩永磁电机设计

发布时间：2017-05-10 08:04

  本文关键词：抽油机用22KW新型低速大转矩永磁电机设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文设计的新型嵌套式外转子永磁同步电动机,结构新颖、节能效果明显,有助于降低油田生产成本。应用嵌套式外转子永磁电动机的油田直驱式抽油机系统效率高、能源耗费少,对提高油田企业的生产效益有很大帮助。嵌套式外转子永磁同步电动机由两个内转子电机和一个外转子电机组成,充分利用了电机内部空间,和同尺寸的单一外转子电机相比,输出转矩明显增大。本文从嵌套式外转子永磁同步电动机的计算理论、电机的Ansoft仿真分析和齿槽转矩抑制几个方面对这一新型结构的永磁电机进行了理论分析和设计计算。对嵌套式外转子永磁同步电机进行的主要研究设计工作如下：1、本文介绍了该低速大转矩电机的结构特点和设计原理2、根据项目委托方给出的嵌套式外转子永磁同步电机的额定参数,本文介绍了永磁电机设计的主要步骤和计算理论,并依据电机设计理论编写了电机参数计算的Matlab程序,通过反复计算优化得到了嵌套式外转子永磁同步电机的相关设计参数。3、在Ansoft的RMxprt模块中建立电机模型,研究分析了削弱嵌套式外转子永磁同步电机齿槽转矩的方法,并利用建立的电机模型计算分析了电机主要参数变化对电机输出转矩的影响。4、展示了电机设计的具体图纸,进一步说明了电机的具体结构尺寸,并对电机材料成本进行了估算。
【关键词】：嵌套式外转子永磁同步电机 等效磁路法 RMxprt 齿槽转矩
【学位授予单位】：山东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TE933.1;TM351
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-17
• 1.1 课题的研究背景和意义8-9
• 1.2 课题的提出9
• 1.3 抽油机电机的发展及分类9-11
• 1.3.1 抽油机电机的发展9-11
• 1.3.2 抽油机电机的分类11
• 1.4 永磁材料的性能与分类11-14
• 1.4.1 永磁材料的性能11-12
• 1.4.2 永磁材料的分类12-14
• 1.5 永磁电机的应用现状14-15
• 1.5.1 永磁电机在节能型抽油机中的应用14
• 1.5.2 直驱式抽油机的诞生14-15
• 1.6 本文的研究内容15-17
• 第二章 嵌套式外转子永磁电机的电磁设计及电磁计算17-40
• 2.1 概述17-18
• 2.2 电机设计指标18
• 2.3 电机参数的主要设计步骤18-19
• 2.4 定子结构设计19-24
• 2.4.1 电机主尺寸计算20-22
• 2.4.2 定子槽数的选取22
• 2.4.3 定子槽形的确定22-23
• 2.4.4 定子绕组的确定23-24
• 2.4.5 绕组线径的选择24
• 2.5 转子磁路结构设计24-25
• 2.5.1 永磁体的选择及设计24-25
• 2.5.2 极对数的选择25
• 2.6 电机损耗与效率25-28
• 2.6.1 损耗计算26-27
• 2.6.2 效率计算27-28
• 2.7 基于MATLAB程序的电机电磁参数计算28-39
• 2.7.1 电机电磁参数计算的基本原理28-36
• 2.7.2 电机的机械结构设计参数36-37
• 2.7.3 电机的电磁设计参数37-38
• 2.7.4 基于等效磁路计算的电机设计结果分析38-39
• 2.8 本章小结39-40
• 第三章 嵌套式外转子永磁电机齿槽转矩削弱方法及参数优化40-51
• 3.1 削弱嵌套式外转子永磁电机齿槽转矩的理论研究40-45
• 3.1.1 基于能量法的永磁电机齿槽转矩理论40-42
• 3.1.2 永磁电机极弧系数对齿槽转矩的影响42-45
• 3.1.3 永磁电机斜磁极对齿槽转矩的影响45
• 3.2 电机输出转矩与电机参数的关系研究45-49
• 3.2.1 定子叠片厚度对电机输出转矩的影响45-47
• 3.2.2 电机气隙长度对电机输出转矩的影响47-48
• 3.2.3 永磁体磁化方向长度对电机转矩的影响48-49
• 3.3 本章小结49-51
• 第四章 嵌套式外转子永磁电机的机械结构设计51-56
• 4.1 新型嵌套式外转子永磁电机整体结构和设计原则51-53
• 4.1.1 嵌套式外转子永磁电机的整体结构设计51-53
• 4.1.2 嵌套式外转子永磁电机的结构设计原则53
• 4.2 电机主要部件结构设计示意图53-55
• 4.2.1 电机主轴结构设计示意图53-54
• 4.2.2 电机内转子结构设计示意图54
• 4.2.3 电机外转子结构设计示意图54-55
• 4.2.4 内外层定子铁芯结构设计示意图55
• 4.3 本章小结55-56
• 第五章 嵌套式外转子永磁电机设计图纸及成本估算56-59
• 5.1 嵌套式外转子永磁电机总装设计图纸56-57
• 5.2 嵌套式外转子永磁电机的成本估算57-58
• 5.3 本章小结58-59
• 第六章 全文总结与展望59-60
• 6.1 全文总结59
• 6.2 展望59-60
• 致谢60-61
• 参考文献61-64
• 附录64-73
• 硕士期间发表的论文73

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