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盘形磁钢聚磁式自起动永磁同步电动机研究

作　者: 裴东旭
导　师: 安跃军; 师勇
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 电气工程
关键词: 盘形磁钢聚磁式结构力能指标三维磁场自起动
分类号: TM341
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 23次
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内容摘要

自起动永磁同步电动机具有体积小、直接起动、效率高、节能效果好等特点。通常情况下，自起动永磁同步电动机在设计电机的转子结构时，首先要设计完成转子内外径以及转子的起动笼，这样就会使永磁体的尺寸被限制在特定的空间范围里面。为了解决现有自起动永磁同步电动机起动性能与力能指标之间争夺转子有限空间的矛盾，本文提出一种盘形磁钢聚磁式自起动永磁同步电动机新结构。本文首先介绍盘形磁钢聚磁式自起动永磁同步电动机新结构，这种聚磁体转子结构在转子轭部设置有聚磁体，聚磁体由磁轭和永磁环相间构成，磁轭外圆上间隔设置引导磁通走向的极靴，可以利用设置完自起动绕组后剩余的有限转子轭部空间实现较高的气隙磁密。其次，利用Ansoft有限元软件对永磁块不同数量、厚度以及极靴不同宽度时电机的气隙磁密进行仿真分析，得出了聚磁式转子结构设计规律，并给出转子结构设计的方案。最后，建立电动机三维仿真模型，通过有限元电磁场分析软件对聚磁式自起动永磁同步电动机的三维磁场进行计算和分析，并与其它常见的内置式结构自起动永磁同步电动机进行仿真对比。另外，还分别对起动笼为铸铝和铸铜时电机的起动性能进行了仿真分析，验证在确保较好自起动能力的前提下，达到提高电机力能指标的目的。研究结果表明，聚磁式自起动永磁同步电动机新结构，解决了现有自起动永磁同步电动机起动性能与力能指标之间争夺转子有限空间的矛盾。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-23
  1.1 课题的意义及背景  10-11
  1.2 永磁电机的研究现状  11-14
    1.2.1 国外永磁电机的发展方向  11-13
    1.2.2 国内永磁电机的发展动态  13-14
  1.3 永磁材料研究现状  14-17
    1.3.1 稀土永磁材料的发展  14-15
    1.3.2 稀土永磁材料的应用  15-17
  1.4 永磁同步电机转子结构及其特点  17-19
  1.5 永磁电机性能分析的方法  19-21
  1.6 本课题的来源、内容和主要完成的工作  21-23
    1.6.1 本课题的选题来源  21
    1.6.2 本课题的研究内容  21-22
    1.6.3 本课题完成的工作  22-23
第二章盘形磁钢聚磁式自起动永磁同步电动机结构设计  23-29
  2.1 聚磁式自起动永磁同步电机基本原理  23-25
  2.2 聚磁式自起动永磁同步电机结构形式  25-28
    2.2.1 聚磁式自起动永磁电机基本结构  25
    2.2.2 永磁同步电动机的聚磁式结构设计  25-28
  2.3 本章小结  28-29
第三章聚磁式转子结构设计分析  29-38
  3.1 永磁体块数设计  29-30
  3.2 永磁体厚度设计  30-35
    3.2.1 2 块永磁体时  30-32
    3.2.2 4 块永磁体时  32-33
    3.2.3 6 块永磁体时  33-35
  3.3 极靴宽度设计  35-36
    3.3.1 聚磁式转子的极靴设计  35
    3.3.2 极靴间距对气隙磁密的影响  35-36
  3.4 转子槽底尺寸设计  36-37
  3.5 本章小结  37-38
第四章盘形磁钢聚磁式自起动永磁同步电动机有限元分析  38-54
  4.1 电机模型的建立  39-41
    4.1.1 电机的数学模型  39
    4.1.2 电机的 Ansoft 仿真模型  39-41
  4.2 电机三维磁场分析  41-48
    4.2.1 电机空载磁密云图  41-42
    4.2.2 电机空载气隙磁密  42-46
    4.2.3 盘形磁钢聚磁式电机轴向气隙磁密  46-48
  4.3 基于有限元方法的起动性能分析  48-53
    4.3.1 铸铝时起动绕组起动性能有限元分析  49-51
    4.3.2 铸铜时起动绕组起动性能有限元分析  51-53
  4.4 本章小结  53-54
第五章结论  54-55
参考文献  55-58
在学研究成果  58-59
致谢  59

盘形磁钢聚磁式自起动永磁同步电动机研究

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