永磁同步電動機設計關鍵技術與方法研究.pdf

1、稀土永磁電動機具有高效節(jié)能的顯著優(yōu)點,應用范圍正日益遍及國防、航空航天、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活的諸多領域,發(fā)展?jié)摿薮?。相較于電勵磁電動機,稀土永磁電動機結(jié)構特殊且種類多樣,傳統(tǒng)的設計理論和分析方法已難以適應高性能電機研發(fā)的要求,需要綜合運用多學科理論和現(xiàn)代設計手段,進行創(chuàng)新研究。傳統(tǒng)設計模式得到的產(chǎn)品,在工況相對固定的應用場合,能夠表顯出良好的技術性能,但在復雜工況的場合下就表現(xiàn)出一些不足。因此,本文在電機和電磁場理論的基礎上,結(jié)合實際

2、工程應用問題,對永磁同步電動機的磁路結(jié)構設計、參數(shù)計算、性能分析和優(yōu)化設計進行了系統(tǒng)的研究,提出了一種基于用戶使用需求的全局化系統(tǒng)級綜合匹配設計理念和方法。論文的工作主要集中在以下幾個方面:
　　1、分別建立了正弦波和矩形波永磁同步電動機的數(shù)學模型,并分析了其主要工作特性。在此基礎上,提出永磁同步電動機設計分析中共性關鍵技術:轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構設計,電機參數(shù)與運行性能計算分析,運行性能改善和優(yōu)化設計技術以及工程應用中電機系統(tǒng)的匹配設計。

3、
　　2、開展了永磁同步電動機磁路結(jié)構設計研究。總結(jié)了主要磁路系數(shù)的計算方法,提出了永磁體可提供最大每極磁通面積的近似計算法,對典型轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構作了分析和比較。設計了低速大扭矩永磁同步電動機、永磁無刷直流電動機和異步起動永磁同步電動機,分析了各自轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構設計特點以及主要結(jié)構尺寸和基本磁路參數(shù)的計算方法。
　　3、從永磁體模型建立、空載與負載磁場計算、場路耦合分析等方面,研究了基于電磁場數(shù)值計算的永磁同步電動機性能分析方法

4、。比較了電動機采用不同轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構時的齒槽轉(zhuǎn)矩,以盤式永磁同步電動機為例分析了轉(zhuǎn)子斜極對齒槽轉(zhuǎn)矩抑制的效果;研究了電樞反應電抗及同步電抗/電感參數(shù)的計算方法,分析了凸極和隱極結(jié)構的電動機電抗參數(shù)特點?；趫雎否詈蠒r步有限元法對一臺兩極異步起動永磁同步電動機設計實例進行了空載和負載起動的瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)運行特性分析。
　　4、研究了永磁同步電動機的優(yōu)化設計方法,基于電磁參數(shù)、目標函數(shù)和約束條件綜合選取,提出了場路結(jié)合優(yōu)化分析方法。對異步起