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磁通反向电动机的设计与分析

作　者: 朱晗
导　师: 李光友
学　校: 山东大学
专　业: 电机与电器
关键词: 磁通反向电机电机设计有限元仿真模型
分类号: TM351
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 72次
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内容摘要

磁通反向电机(FRM)的永磁体放在定子齿表面,永磁体安装简单且适于高速运转。定子集中绕组中的磁通呈双极性变化,其功率密度比传统的双凸极永磁电机(DSPM)要高。本论文首先介绍了磁通反向电机的工作原理、运行特点,以及目前国内外的研究概况。FRM本身结构决定其具有漏磁较大的问题,各国学者已经提出了不同的改进方法,本文对其中几种典型的改进方法,通过有限元分析比较其对绕组磁链和齿槽转矩的影响,指出其各自的优点和不足,以便于在设计中合理采用。Ansoft软件是电机设计分析的常用软件之一,本文在完成电机的设计计算后,在该软件中的Maxwell中建立了三相12/16极结构FRM有限元计算二维模型并对该模型进静态分析,得到电机的磁场分布情况和磁通密度云图以及电感矩阵。应用MATLAB建立仿真模型,并且应用仿真模型仿真了电机的运行情况。在FRM计算、仿真结果以及有限元验证的基础上,设计制作了一台样机。最后对样机的各项性能指标进行测试分析,验证了电机整个设计过程的正确性。

全文目录

摘要  6-7
ABSTRACT  7-8
第一章绪论  8-12
  1.1 课题来源及选题意义  8
  1.2 国内外研究发展现状  8-11
  1.3 论文的主要研究内容  11-12
第二章 FRM的基本结构与工作原理  12-19
  2.1 FRM的基本结构  12-13
  2.2 FRM的工作原理  13-14
  2.3 FRM的基本方程  14-18
  2.4 本章小结  18-19
第三章 FRM减少漏磁方法的比较分析  19-28
  3.1 引言  19-21
    3.1.1 有限元方法概述  19-20
    3.1.2 ANSOFT Maxwel2D/3D软件简介  20
    3.1.3 FRM的有限元分析  20-21
  3.2. 电机模型  21-23
    3.2.1 原型电机  21-22
    3.2.2 改进方案  22-23
  3.3 二维磁场有限元分析  23-26
    3.3.1 改进方法对绕组磁链的影响  23-25
    3.3.2 改进方法对齿槽转矩的影响  25-26
  3.4 本章小结  26-28
第四章 FRM的设计与有限元分析  28-38
  4.1 电机设计  28-34
  4.2 FRM的MAXWELL 2D建模  34-37
    4.2.1 Maxwell 2D/3D软件的建模步骤  34-35
    4.2.2 静态场分析  35-37
  4.3 本章小结  37-38
第五章 FRM动态特性的MATLAB仿真  38-53
  5.1 MATLAB简介  38-39
  5.2 矢量控制  39-43
    5.2.1 矢量控制的提出  39-40
    5.2.2 矢量控制中的坐标变换  40-42
    5.2.3 矢量控制的基本思路与实现  42-43
  5.3 FRM在DQ坐标系中的数学模型  43-47
    5.3.1 永磁同步电动机在dq坐标系中的数学模型  43-44
    5.3.2 FRM在dq坐标系中的数学模型  44-47
  5.4 FRM矢量控制系统仿真及结果  47-52
  5.5. 本章小结  52-53
第六章样机试验  53-58
  6.1 实验装置简介  53
  6.2 实验结果  53-58
第七章全文总结  58-59
参考文献  59-64
致谢  64-65
攻读学位期间发表的学术论文  65-66
学位论文评阅及答辩情况表  66

磁通反向电动机的设计与分析

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