8kW永磁同步電動機結構與設計的研究

論文編號:ZD1491  論文字數:28597，

目錄
永磁同步電動機結構與設計的研究 I
Permanent Magnet Synchronous-Motor`s structure and design II
第1章  緒 論 1
1.1 永磁同步電機的發展概況 1
1.1.1 永磁電機在國內的發展情況 1
1.1.2 永磁同步電機在國外的發展概況 2
1.2永磁同步電機的主要特征和應用 2
1.3永磁電機的研究方向和發展前景 3
第2章 永磁材料的性能和選用 4
2.1永磁材料磁性能的主要參數 4
2.1.1退磁曲線 4
2.1.2 回復曲線 5
2.1.3 內稟退磁曲線 6
2.1.4 穩定性 7
2.2鋁鎳鈷永磁材料 9
2.3鐵氧體永磁材料 10
2.4 稀土永磁材料 10
2.4.1稀土鈷永磁材料 11
2.4.2釹鐵硼永磁材料 11
2.5粘結永磁材料 12
2.6永磁材料的選擇和應用注意事項 13
2.6.1 永磁材料的選擇 13
2.6.2 永磁材料的應用注意事項 13
第3章 永磁同步電動機的基本理論 15
3.1 永磁同步電動機的結構 15
3.1.1 永磁同步電機轉子磁路結構 15
3.2 永磁同步電動機的穩態性能 19
3.2.1 穩態運行時相量圖 19
3.2.2 穩態運行時的性能分析 21
3.3 永磁同步電動機參數分析 24
3.3.1 磁路計算特點 24
3.3.2 磁路計算中的主要參數 24
3. 4異步啟起動永磁同步電動機的起動過程 26
3.4.1起動過程中的平均轉矩 26
3.4.2起動過程中的定子電流 28
3.4.3 牽入同步機理 28
第4章  8kW永磁同步電動機電磁計算算例 30
4.1 額定數據和技術要求 30
4.2 主要尺寸 30
4.3 永磁體計算 31
4.4 定轉子沖片設計 32
4.5 繞組計算 34
4.6 磁路計算 36
4.7 參數計算 38
4.9 工作特性計算 42
4.10 起動性能計算 46
第5章   8kW永磁同步電動機電磁方案分析 50
5.1永磁材料的選擇 50
5.2 定子設計 50
5.2.1 主要尺寸分析及氣隙長度的選擇 50
5.2.2 定、轉子槽數配合的選擇 51
5.2.3電樞繞組設計 51
5.3 轉子設計 52
5.3.1轉子結構設計 52
5.4 磁路計算方案分析 53
全 文 總 結 55
參 考 文 獻 56
致   謝 57
附1  圖A永磁同步電動機的總體結構圖 58
附2  圖B永磁同步電動機定轉子沖片圖 58

永磁同步電動機結構與設計的研究
摘  要：磁場是實現機電能量轉換的必不可少的媒體，采用永久磁鐵產生磁場的同步電動機簡稱永磁電動機或PM電動機。由于磁場是由永久磁鐵產生,故不需要滑環和勵磁裝置。永磁同步電動機作為一種新型電動機，與電勵磁電機相比，它具有結構簡單，無勵磁線圈、滑環、換向器、電刷等，具有功率因數高、效率高、轉子轉動慣量小、運行可靠等優點。
 本文簡要介紹了永磁同步電機的基本特點、工作原理、結構及應用，并以稀土永磁同步電機為研究對象，具體對一臺異步起動的稀土永磁高效同步電機進行電磁設計及其方案分析，該課題整個設計過程主要包括：電機動穩態特性分析與計算、磁路分析與計算、對三相異步起動永磁同步電機的電磁結構進行了相關設計，其中這一過程又包括：定子轉子結構設計、氣隙磁場的分布、永磁體尺寸設計與分析、磁極結構設計與分析等。
 由于交流永磁同步電動機具有體積小、重量輕、高效節能等一系列優點，而且隨著新永磁材料的發現與應用，特別是高性能稀土永磁材料的問世，以及電力電子技術和計算機技術的迅猛發展和不斷完善，其控制技術日趨成熟，甚至控制器已產品化，可以預見，在調速驅動的場合，永磁同步電動機的應用前景非常樂觀。
 關鍵詞： 稀土永磁材料   永磁同步電機   異步起動  電磁設計
  
 
Permanent Magnet Synchronous-Motor`s structure and design
Abstract：Magnetic field is the indispensable media for electromechanical energy conversion, synchronous motor which using permanent magnet to produce magnetic is short for Permanent Magnet synchronous motor or PM motor. Because of the magnetic field is produced by permanent magnet, it doesn't need sliping and magnetic excitation device. As a new kind of motor, in comparison with electricity excitation motor, it with the advantage of simple structure, no excitation coil、no sliping、no commutator,、no brush、high power factor、high efficiency、low inertia of rotor、reliable running ,etc.
     This paper introduced Permanent Magnet Synchronous Motor(PMSM)’s basic characteristics、working principle、structure and application briefly，and take rare earth Permanent Magnet Synchronous Motor as the research object. Specifically，this article is carried on around electromagnetic design and scheme analysis of a Line-Start Permanent Magnet Synchronous Motor(LSPMSM) . The whole design process mainly include: motor’s steady-state analysis and calculation；magnetic circuit analysis and calculation；electromagnetic structure design for three-phase LSPMSM which including stator  rotor structure design；air-gap magnetic field distribution；analysis and design of permanent magnet size； structure design and analysis of magnet pole,etc.
     Since ACPMSM have a series of advantages like the as small volume、 light weight,、high efficiency and energy saving and so on. With the new permanent magnetism materials’ discovery and application, especially the advent of high-performance rare earth permanent magnet, In additon, the rapid development and continuous improvement of power electronic and  computer technology have made it’s control technology mature gradually and even controller has productization.We can foresee that on occasion of stepless drive,the PMSM’s application prospect will be very optimistic.
 Keyworlds:  rare earth permanent magnet material Permanent Magnet SynchronousMator(PMSM)      Line-Start      electromagnetic design