石油抽油机用外转子永磁同步电机设计与研究
[Abstract]:Based on the improvement of transmission mode of oil pumping unit and the advantages of high torque and low speed output of permanent magnet motor, a special external rotor permanent magnet synchronous motor is designed, which is based on tower pumping unit. It can effectively overcome the disadvantages of long transmission chain, large energy consumption and short stroke of traditional pumping unit. Considering the application performance of pumping unit, an external rotor permanent magnet synchronous motor (PMSM) with 80 pole 90 slots and 25r/min speed is constructed, and the design idea and method of electromechanical coordination of motor design are discussed. Taking the motor as the object of study, the geometric parameter model of the motor is established through the calculation of magnetic circuit method and the coordination of the factors in the use of the motor. The parametric analysis and the finite element calculation of the electromagnetic field are carried out by using ANSYS Maxwell. The flux distribution, voltage, current and output torque of the motor under no-load and rated working conditions are analyzed, and the maximum demagnetization performance of the permanent magnet is checked. By analyzing the data of magnetic circuit method and finite element calculation, the optimized electromagnetic scheme is determined. The mechanical structure of the motor, including main parts such as spindle, reel and so on, is designed by using the knowledge of mechanics, and the multiple braking scheme is analyzed for the newly designed motor. Finally, the 3D printer is used for 3D molding. Considering the actual application environment of the motor, the air gap magnetic density of the outer rotor permanent magnet synchronous motor under different working conditions is calculated, and the radial electromagnetic force is solved, aiming at the vibration factors of the motor during its operation. Through the Fourier transform of air gap magnetic density and radial electromagnetic force, the harmonic components which have great influence on motor vibration are grasped. The modal analysis of the whole structure of the motor is carried out by using ANSYS Workbench, and the natural frequency and mode shape of the motor are solved. The main harmonics affecting the vibration of the motor are determined by comparing them with the harmonic waves of the electromagnetic force wave. The research results provide important theoretical and practical reference for understanding and mastering the design of outer rotor permanent magnet synchronous motor, the finite element analysis of electromagnetic field and the vibration of external rotor permanent magnet synchronous motor.
【学位授予单位】:太原科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TE933.1
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,本文编号:2154979
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