绕组式永磁调速器的设计及结构参数分析

发布时间：2020-07-03 15:31

【摘要】：永磁调速器是一种采用纯机械结构,通过调节气隙长度控制输出转速/转矩,利用磁场间的作用力传递转矩的调速节能设备。本文设计了一种新型绕组式永磁调速器,介绍了这种新型调速器的结构,基于等效磁路法建立了绕组式永磁调速器的解析模型,推导了转矩和涡流的表达式,设计了一台15kW的绕组式永磁调速器并对其进行了三维建模仿真,研究了主要结构参数对输出转矩的影响,在转矩、损耗、机械特性、磁感应强度、磁场强度五个方面对绕组式永磁调速器和盘式永磁调速器进行了对比分析。本文首先分析了盘式永磁调速器的工作原理和节能原理,从结构和产品两个角度对永磁调速器进行分类,调研了永磁调速器建模研究现状和应用现状,指出了盘式永磁调速器的不足,为提出本文的研究内容—新型绕组式永磁调速器。设计了一种绕组式永磁调速器的结构,输入轴端为铁心和线圈,输出轴端为永磁体盘。基于等效磁路法建立了绕组式永磁调速器的解析模型,推导了转矩和涡流的表达式,为转矩和涡流的计算提供理论基础。建立了绕组式永磁调速器的三维有限元模型,详细介绍了建模过程,根据绕组式永磁调速器的特点,进行了材料选型、网格剖分、边界条件设置,对磁场强度、磁感应强度、转矩、损耗的仿真结果进行了分析。对影响绕组式永磁调速器转矩的结构参数进行进一步的分析,包括铁心厚度、铁心内径和外径、线圈数量、永磁体尺寸和布置内径、永磁体数量、气隙长度、转差率等参数,为设计更大功率的调速器提供依据。对于优化后的绕组式永磁调速器,本文建立了相同尺寸的绕组式永磁调速器和传统盘式永磁调速器,并在五个方面进行了对比分析:转矩、损耗、机械特性、磁感应强度、磁场强度,结果表明,对于相同尺寸的两种结构,绕组式永磁调速器的磁感应强度和磁场强度更大,输出转矩和功率更大,转矩和功率提高了 56.9%,但同时涡流损耗更大,绕组式永磁调速器的效率低。
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TH703.61
【图文】：

器解析建模逡逑２．１绕组式永磁调速器的结构逡逑图２．１为传统盘式永磁调速器的结构，主要分成两部分：一是和电机端连接逡逑的导体转子；二是与负载端连接的永磁转子。导体转子由软磁盘与导体盘组成，逡逑导体盘固定在软磁盘上，永磁转子由隔磁盘、软磁盘、永磁体组成，软磁盘与隔逡逑磁盘固定连接，永磁体镶嵌在隔磁盘中｜２１］。逡逑ＩＨ３邋Ｋ逦永磁体盘逡逑＿＿＿逡逑

本文编号：2739850