论文摘要
21世纪,科学技术飞速发展,高新技术不断涌现,资源日益减少,人们对节电、环保意识日益增强,使得传统的电励磁电机受到了挑战,同时也为新型永磁电机提供了发展机遇。与传统的电励磁电机相比,永磁同步电机有效率高、功率因数高、体积小,材料利用率高,重量轻等特点,具有不可比拟的优点。因此,近年来,随着永磁材料的性价比提高,以及电力电子技术的进步,永磁电机的发展也受到了各方关注。由于永磁同步电动机的结构复杂多样,媒质交界面曲直交错,使得永磁同步电动机的设计变得比较复杂,计算准确度比较差;另外,永磁同步电动机中一些特殊的电磁过程和一些专门问题如磁极结构形状与尺寸的优化、永磁体的局部失磁问题等都是设计的难点。本文在掌握永磁同步电动机结构和磁路特点的基础上,致力于研究电梯用永磁同步电动机的电磁设计。分析了永磁同步电机的磁路特点和运行原理;深入讨论了永磁同步电动机稳态性能和动态性能的影响因素及计算方法;分析了永磁同步电机齿槽转矩的形成与抑制措施,对永磁同步电动机的设计过程和在设计上如何提高永磁同步电动机设计的计算准确程度,进行了深入的研究。重点研究了永磁同步电动机的设计特点及设计方法。给出了永磁同步电动机的电磁设计过程;深入研究了提高永磁同步电动机性能的措施和方法。本课题研究的是以一种用于电梯拖动的永磁同步电机为例,采用了有限元分析方法对永磁电机进行了分析,对电机设计的参数选择,结构设计提出了合理可行的方案,应用在工程样机生产中,经型式试验、配套试验等多项考核,满足总体技术要求。本课题对永磁同步电机设计、制造进行了全面的总结,提出了一套完整的设计思路及设计方法,并通过试验对比分析,其准确性能满足工程实用要求,工程样机的测试表明,电机的设计、分析、制造达到了研究的预期目标。本课题在永磁同步电机的电磁、结构设计、绝缘结构及噪声分析等方面的研究工作,也可以为同类永磁同步电机的设计及技术指标的确立提供有益的参考。
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摘要Abstract第1章 绪论1.1 课题研究的目的和意义1.2 永磁同步电动机的主要特点及应用领域1.3 永磁同步电机的研究现状1.3.1 永磁同步电机国内外发展概况1.3.2 永磁同步电机国内外研究热点1.4 本文的主要研究内容1.4.1 永磁同步电机的电磁分析1.4.2 永磁同步电机的结构分析及工艺分析1.4.3 永磁同步电机的噪声分析第2章 永磁同步电机的数学模型与稳态分析2.1 永磁同步电机的结构简介2.2 永磁同步电机的 dq 轴数学模型2.3 永磁同步电机的运行原理2.3.1 功率因数cos? = 1 运行2.3.2 最大转矩/电流运行d= 0 运行'>2.3.3 id= 0 运行2.4 本章小结第3章 永磁电机的稳态运行分析3.1 永磁同步电机的稳态性能分析3.1.1 稳态运行的向量图3.1.2 稳态运行性能3.2 永磁同步电动机的电枢反应及电抗参数3.2.1 永磁同步电动机电枢反应特点3.2.2 永磁同步电动机电枢反应电抗3.3 本章小结第4章 永磁电机的电磁设计4.1 永磁电机的磁路设计与分析4.1.1 永磁体的选择4.1.2 永磁体的设计4.1.3 永磁同步电机的磁路分析与计算4.2 永磁电机的齿槽分析4.2.1 齿槽转矩的产生机理4.2.2 齿槽转矩的解析分析4.2.3 表面式永磁电机的齿槽转矩削弱方法4.2.4 极数与槽数组合、斜极和斜槽对齿槽转矩的影响4.3 永磁电机的磁场有限元分析4.3.1 有限元法的基本原理4.3.2 Maxwe112D 的有限元处理4.4 永磁同步电机的电磁设计4.5 本章小结第5章 永磁同步电机的结构设计及工艺分析5.1 总体结构5.2 机座5.2.1 机座的结构特点5.2.2 机座的刚度计算5.2.3 机座的加工工艺5.3 端盖5.3.1 端盖的结构特点5.3.2 端盖的加工工艺5.4 轴承的选型及计算5.5 永磁同步电机的绝缘结构5.5.1 绝缘结构5.5.2 绝缘规范5.5.3 永磁同步电机绝缘结构评定5.4 本章小结第6章 永磁同步电机的噪声分析6.1 电磁噪声产生的原因分析6.2 电磁噪声的抑制措施6.2.1 降低电磁径向力6.2.2 降低电机表面振动量6.2.3 降低声辐射效率6.3 轴承噪声的计算分析6.4 本章小结第7章 永磁同步电机的试验和样机测试7.1 电机试验方法简介7.1.1 电机对偶法7.1.2 能量回馈法7.1.3 制动法7.2 试制结果与分析结论参考文献致谢附录A 电梯永磁同步电机的技术参数
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