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永磁直线同步电动机温度场的计算

作　者: 黄广霞
导　师: 袁世鹰；汪旭东
学　校: 河南理工大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 永磁直线同步电动机温度场计算模型温升
分类号: TM341
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 32次
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内容摘要

永磁直线同步电动机是新型节能电机,兼有永磁电机和直线电机双重特点。在工业上得到了一些应用,如高速地面运输、往复式空气压缩机等。它的发热过程是一个不稳定的过程,但从国内外该方面的研究来看,对于永磁直线同步电动机运行在不同工作制式下的温度场还没有系统的研究。本文以永磁直线同步电动机为研究对象,根据传热学的基本理论,结合直线电机的结构和工作特点,研究了直线电机中不同材料的导热系数和表面换热系数、边界条件的确定以及绕组端部散热的解决方法。基于热传导方程初步建立了永磁直线同步电动机温度场的二维解析模型和二维有限元计算模型。采用有限元分析软件计算了两台永磁直线同步电动机运行在不同工作状态下的瞬态和稳态温度场。结合仿真分析和实验结果探讨了影响直线电机温升的主要因素和降低直线电机温升的主要方法。自行研制了一套永磁直线同步电动机的温度测试系统,该系统实现了温度数据的自动采集和实时显示,它也可用于其它直线电机温度的在线检测。通过实验得到了电机在不同位置的实时温度。计算结果与实验值吻合良好,验证了本文分析方法的正确性。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
1 绪论  8-14
  1.1 课题研究背景及意义  8-9
  1.2 直线电机的发展及温度场的研究现状  9-13
    1.2.1 直线电机的发展历史  9-10
    1.2.2 直线电机温度场的研究现状  10-12
    1.2.3 存在的问题  12-13
  1.3 论文主要内容  13-14
2 直线电机温度场的解析模型及热参数的确定  14-34
  2.1 电机的传热方式  14-16
  2.2 直线电机温度场解析模型  16-19
    2.2.1 热传导方程的建立  16-17
    2.2.2 边界条件  17-18
    2.2.3 求解区域  18-19
  2.3 导热系数的确定  19-24
    2.3.1 金属材料的导热系数  20-21
    2.3.2 硅钢片的导热系数  21-22
    2.3.3 绝缘材料的导热系数  22-23
    2.3.4 等效导热系数的确定  23-24
  2.4 散热系数的确定  24-28
    2.4.1 对流散热基本原理  24-26
    2.4.2 散热系数的计算  26-28
  2.5 等效质量热容的计算  28
  2.6 直线电机的热源计算  28-31
    2.6.1 铁心损耗  29-30
    2.6.2 绕组损耗  30-31
  2.7 本章小结  31-34
3 永磁直线同步电动机温度场的有限元分析  34-68
  3.1 永磁直线同步电动机温度场的有限元模型  36-40
  3.2 永磁直线同步电动机温度场有限元求解步骤  40-42
  3.3 有限元分析软件INFOLYTICA 的应用  42-45
  3.4 分段式永磁直线同步电动机的温度场分析  45-56
    3.4.1 直线电机稳态温度场分析  45-50
    3.4.2 直线电机瞬态温度场分析  50-56
  3.5 水平运动电动车永磁直线同步电动机的温度场分析  56-67
    3.5.1 直线电机稳态温度场分析  57-61
    3.5.2 直线电机瞬态温度场分析  61-67
  3.6 本章小结  67-68
4 永磁直线同步电动机的温升实验  68-76
  4.1 实验原理及实验系统  68-72
    4.1.1 实验原理  68-70
    4.1.2 实验测试系统  70-72
  4.2 温升实验与结果分析  72-75
    4.2.1 直线电机的温升实验  72
    4.2.2 实验结果分析  72-73
    4.2.3 影响直线电机温升的因素分析  73-75
  4.3 本章小结  75-76
5 结论  76-78
  5.1 本文工作总结  76-77
  5.2 展望  77-78
参考文献  78-82
附录  82-88
致谢  88

永磁直线同步电动机温度场的计算

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