皮带输送机永磁直驱辊的设计与控制技术

发布时间：2017-09-09 16:40

  本文关键词：皮带输送机永磁直驱辊的设计与控制技术

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【摘要】：皮带输送机是矿山常用的运输机械,一般采用异步电机、耦合器和减速机组合的驱动形式,存在传动链长、传动效率低、维修成本高等问题,本论文提出一种外转子永磁直驱辊电机。重点对径向结构外转子电机存在的永磁体易损坏问题,同心弧状永磁体气隙磁密波形正弦度差、谐波含量高问题,内定子结构散热问题及低速大转矩电机多支路并联带来的绕组并联支路间环流问题等进行了研究,主要研究成果体现在以下几个方面:(1)针对径向结构外转子永磁电机永磁体易损坏、波形优化困难问题,提出一种切向磁极结构外转子电机。对比分析了不同程度不均匀气隙时的径向结构与切向结构的气隙磁场波形,并计算了气磁密波形畸变率。(2)针对低速大转矩电机多并联支路产生的绕组并联支路间的环流问题,研究了绕组并联支路间环流产生的原因及削弱方法,分析了环流的表达式。建立了三种不同绕组连接方式的仿真模型,分析了削弱环流的绕组连接方法。(3)对切向结构外转子永磁电机电磁场、温度场、制作成本等方面进行了分析,并根据电机的设计方案,生产了一台皮带输送机直驱辊样机。(4)针对皮带机负载波动性大,系统运行效率低问题,设计了变频调速节能控制系统。通过变频器与可编程卡的配合,实现了根据物料多少自动调节电机转速,实现电机高效运行,达到节能控制的目的。
【关键词】：外转子永磁电机 切向磁极结构 波形优化 环流 温度场
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD528.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-12
• 1.1 课题背景及意义8-9
• 1.1.1 课题背景8-9
• 1.1.2 课题意义9
• 1.2 课题研究动态9-10
• 1.2.1 外转子永磁同步电机国内外研究现状9-10
• 1.2.2 关于绕组环流国内外研究现状10
• 1.3 论文主要研究内容10-12
• 第2章 皮带输送机永磁直驱辊电磁设计12-20
• 2.1 皮带输送机永磁直驱辊电机特点12
• 2.2 皮带输送机永磁直驱辊电机要求12-14
• 2.3 电机磁路结构选择14-16
• 2.3.1 径向结构14-15
• 2.3.2 切向结构15-16
• 2.4 气隙磁场波形优化设计16-19
• 2.4.1 径向结构气隙磁密波形分析16-17
• 2.4.2 切向结构气隙磁场波形优化17-18
• 2.4.3 气隙磁密波形畸变率18-19
• 2.5 本章小结19-20
• 第3章 皮带输送机永磁直驱辊的绕组设计20-29
• 3.1 绕组并联支路间环流产生的原因分析20-23
• 3.2 降低绕组环流措施23-25
• 3.3 工程实例分析25-28
• 3.4 绕组连接对电机振动的影响28
• 3.5 本章小结28-29
• 第4章 皮带输送机永磁直驱辊性能分析29-42
• 4.1 永磁直驱直驱辊的电磁场分析29-31
• 4.1.1 主要电磁参数29-30
• 4.1.2 永磁直驱辊的电磁场仿真30-31
• 4.2 永磁直驱辊的齿槽转矩31-32
• 4.3 永磁直驱辊的温度场仿真32-39
• 4.3.1 温度场三维模型的建立32-33
• 4.3.2 电机风路设计33-34
• 4.3.3 热源分析34-35
• 4.3.4 机械损耗的计算35-36
• 4.3.5 温度场仿真模型的建立36-38
• 4.3.6 永磁直驱辊电机三维温度场计算结果分析38-39
• 4.4 切向结构外转子电机的转矩特性39
• 4.5 成本分析39-40
• 4.6 永磁直驱辊样机40-41
• 4.7 本章小结41-42
• 第5章 皮带输送机永磁直驱辊控制系统设计42-47
• 5.1 皮带输送机控制系统设计42-45
• 5.1.1 带式输送机带速与运输量关系42-44
• 5.1.2 控制系统电路设计44-45
• 5.2 变频器连接图45-46
• 5.3 本章小结46-47
• 第6章 结论47-48
• 参考文献48-51
• 在学研究成果51-52
• 致谢52

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本文编号：821591