永磁同步電機結(jié)構(gòu)及設(shè)計的研究

電氣自動化論文編號:ZD567 論文字數(shù):32237,頁數(shù):71，有開題報告，任務(wù)書，文獻綜述

目   錄
摘  要……………………………………………………………………………………Ⅰ
Abstract………………………………………………………………………………Ⅱ
 第1章 緒 論……………………………………………………………………………1
 1.1永磁電機的發(fā)展概況………………………………………………………………1
 1.2永磁電機的主要特點和應(yīng)用………………………………………………………2
 1.3永磁同步電動機的研究方向及發(fā)展前景…………………………………………2
    1.3.1研究方向……………………………………………………………………2
       1.3.2發(fā)展前景……………………………………………………………….4
 第2章 永磁材料的性能和選用......................................5
 2.1 永磁材料磁性能的主要參數(shù) …………………………………………………5
 2.1.1退磁曲線…………………………………………………………………….5
 2.1.2回復(fù)線……………………………………………………………………….6
 2.1.3內(nèi)稟退磁曲線……………………………………………………………….7
 2.1.4穩(wěn)定性……………………………………………………………………….8
    2.2 鋁鎳鈷永磁材料…………………………………………………………….10
 2.3 鐵氧體永磁材料………………………………………………………………….10
 2.4 稀土永磁材料…………………………………………………………….11
 2.4.1稀土鈷永磁材料……………………………………………………………11
 2.4.2釹鐵硼永磁材料……………………………………………………………12
    2.5粘結(jié)永磁材料………………………………………………………………12
 2.5.1粘結(jié)鐵氧體永磁……………………………………………………………13
 2.5.2粘結(jié)稀土鈷永磁……………………………………………………………13
 2.5.3粘結(jié)釹鐵硼永磁……………………………………………………………13
 2.6永磁材料選擇及應(yīng)用注意事項………………………………………………14
 2.6.1永磁材料的選擇……………………………………………………………14
 2.6.2應(yīng)用注意事項………………………………………………………………14
 第3章 永磁同步電動機基本理論……………………………………………………..16
 3.1永磁同步電動機的結(jié)構(gòu)…………………………………………………………..16
 3.1.1永磁同步電動機的總體結(jié)構(gòu)…………………………………………….....16
 3.1.2永磁同步電動機的轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)……………………………………….....17
 3.2永磁同步電動機的穩(wěn)態(tài)性能…………………………………………………..…21
 3.2.1穩(wěn)態(tài)運行和相量圖……………………………………………………….....21
 3.2.2穩(wěn)態(tài)運行性能分析與計算………………………………………………….22
 3.3永磁同步電動機的磁路分析與計算……………………………………………..24
 3.3.1磁路計算特點……………………………………………………………….24
 3.3.2永磁體工作點的計算……………………………………………………….25
 3.4永磁同步電動機參數(shù)計算與分析……………………………………………..…26
 3.4.1空載反電動勢……………………………………………………………….26
 3.4.2交、直軸電樞反應(yīng)電抗…………………………………………………….26
 3.5異步起動永磁同步電動機的起動過程………………………………………..…27
    3.5.1起動過程中的平均轉(zhuǎn)矩…………………………………………………….27
    3.5.2起動過程中的定子電流…………………………………………………….28
    3.5.3牽入同步機理…………………………………………………………….…28
 第4章 異步起動永磁同步電動機電磁計算方案……………………………………..30
 4.1額定數(shù)據(jù)和技術(shù)要求…………………………………………………………..…30
 4.2主要尺寸………………………………………………………………………..…31
 4.3永磁體計算……………………………………………………………………..…32
 4.4定、轉(zhuǎn)子沖片…………………………………………………………………..…33
 4.5繞組計算………………………………………………………………………..…35
 4.6磁路計算…………………………………………………………………………..37
 4.7參數(shù)計算…………………………………………………………………………..40
 4.8交軸磁化曲線計算………………………………………………………………..44
 4.9工作特性計算…………………………………………………………………..…45
 4.10起動性能計算…………………………………………………………………....48
 第5章 異步起動永磁同步電動機電磁計算方案分析……………………………..…53.
 5.1永磁材料的選用………………………………………………………………..…53
 5.2定子設(shè)計………………………………………………………………………..…53
 5.2.1主要尺寸的選擇…………………………………………………………….53
 5.2.2氣隙長度的選擇…………………………………………………………….53
 5.2.3定、轉(zhuǎn)子槽配合的選擇…………………………………………………….53
 5.2.4電樞繞組設(shè)計……………………………………………………………….54
 5.3轉(zhuǎn)子設(shè)計………………………………………………………………………..…54
 5.3.1轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)設(shè)計…………………………………………………………….....54
 5.3.2永磁體設(shè)計………………………………………………………………….55
 5.4啟動過程分析………………………………………………………………….….56
 5.5提高異步起動永磁同步電動機功率密度和起動性能的措施………………..…57
 5.6提高異步起動永磁同步電動機效率和功率因數(shù)的措施……………………..…58
 結(jié)束語…………………………………………………………………………………....60
 參考文獻………………………………………………………………………………....61
 致  謝…………………………………………………………………………………....62
 附錄A永磁同步電動機結(jié)構(gòu)示意圖
 附錄B永磁同步電動機定、轉(zhuǎn)子槽形尺寸圖

摘要：永磁同步電動機作為一種新型電動機，具有功率密度高、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量小、運行效率高等優(yōu)點，獲得廣闊的應(yīng)用和發(fā)展空間。本文討論的是永磁同步電動機的設(shè)計。根據(jù)技術(shù)要求，對電機的定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)、氣隙磁場的分布、各參數(shù)的合理選擇等多方面的情況進行了研究，從而確定了有效的實施方案。
 本文在電磁計算過程中采用的步驟是：
 1）參考近似功率的異步電動機的定子結(jié)構(gòu)，并做適當修改，以確定永磁同步電動機的定子結(jié)構(gòu)；
 2）進行電機空載磁場的研究，確定包括永磁體的尺寸等關(guān)鍵參數(shù)在內(nèi)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)；
 3）對于極為重要的電機參數(shù)、，采用數(shù)值分析直軸和交軸電樞反應(yīng)磁場的方法來計算，得到較為準確的結(jié)果；
 4）根據(jù)電機工作特性的計算公式計算電機性能，由計算結(jié)果調(diào)整電機的結(jié)構(gòu)，而調(diào)整工作使用改變電機鐵心長度、繞組匝數(shù)和永磁體尺寸相結(jié)合的方法，這樣可以得到較為理想的結(jié)果。
 關(guān)鍵詞：永磁材料；永磁同步電動機；異步啟動；特性分析；設(shè)計

Configuration and design research of PMSM

 ABSTRACT：As a new style motor, permanent magnet synchronous motors are receiving increased attention fordrive applications because of their high torque to ratio, superior power density and high efficiency, it has been got wider space of use and development in coming new centurt. In this paper, the method of design for permanent magnet synchronous motors(PMSM) is discussed. By the request of technologies, the configuration, airgap flux distribution and parameters of motors are researched. An effective method of design is implemented, according to the result of research.
    The process of design in this paper is:
    1.To select the stator configuration of PMSM refer to asynchronous motors whose capacity is similar to PMSM's.
    2.To research the no-load airgap flux distribution, so as to select the rotor configuration, which consists of some important parameters, such as the permanent magnet dimension.
    3.To calculate the important parameters and  by the finite element analysis.
    4.To get the motor's performance by calculation with known formulas, as a result an adjustment for the motor's configuration can be practised, when a combined method of altering the length of armature, the number of turns in the winding and the dimension of permanent magnet is used.
    Keywords: permanent magnet material; PMSM; asynchronous start; characteristic analysis; design