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异步起动永磁同步电动机起动转矩研究

作　者: 关朕
导　师: 胡岩
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 电工理论与新技术
关键词: 纺织机异步起动式永磁同步电动机起动转矩异形槽有限元
分类号: TM341
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 118次
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内容摘要

纺织机是社会经济发展中必不可少的重要生产设备,关系到国计民生。近几年,随着技术的不断革新和节能减排政策的出台,纺织用电机开始从效率低下的感应电机向高效节能的永磁同步电机转变。异步起动永磁同步电机可自行起动,重量轻,易于维护,功率因数高,作为一种高效节能的动力设备而被纺织业广泛采用。为了克服带载重,生产成本偏高的缺点,纺织用电机需要具备高转矩、高速度等特点,这就使得异步起动永磁同步电机必须应对提升转矩这一亟待解决的问题。为此,本文提出一种转子采用异形槽的永磁同步电动机,该电机转子外圆开有转子闭口异形槽,槽中放置铜质导条,并与两侧端环焊接,永磁体位于槽与转子轴之间。通过电机转子结构的这种设计,使电机转子阻抗较传统转子等槽式永磁同步电机发生了改变,从而改善电机的起动转矩等性能。本文就此设想,设计出一台1.1kW,4极的异形槽式转子的永磁同步电动机。文章分析了这种电机在起动过程中转矩和参数间的关系,并利用等效磁路法计算异形槽电机的参数。在计算参数过程中,本文提出利用平均法计算异形槽转子的阻抗;采用有限元法对槽漏磁场进行计算,并拟合出两种闭口槽的上比漏磁导公式;针对磁路法计算结果准确度不高,提出采用分层改进方法对槽漏抗计算,使计算准确度有所提高。利用Matlab软件编写转子异形槽电机的动态仿真程序,并利用二维磁场有限元分析软件对电机起动过程的转矩、转速等性能进行电磁场仿真,分析影响电机起动性能的因素。通过对比仿真结果与实验数据后证明,本文编写的异形槽永磁同步电动机动态仿真程序正确;所提出的采用平均法计算异形槽参数设想是合理的;转子采用异形槽的永磁同步电机较传统电机来说起动转矩有所提高,这为纺织电机提高效率、节能都带来益处。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章绪论  9-17
  1.1 课题背景与意义  9-10
  1.2 国内外对异步起动永磁同步电动机起动转矩研究动态  10-16
  1.3 本论文研究的主要内容  16-17
第二章异形转子槽永磁同步电动机设计及起动过程转矩分析  17-35
  2.1 永磁同步电动机结构设计  17-25
    2.1.1 定子设计  17-19
    2.1.2 异形槽转子设计  19-25
  2.2 起动过程转矩与参数分析  25-34
  2.3 本章小结  34-35
第三章异形转子槽永磁同步电动机参数计算  35-55
  3.1 反电动势计算  35-36
  3.2 定子电阻与漏抗计算  36-37
  3.3 异形槽转子电阻计算  37-38
  3.4 异形槽转子槽漏抗计算  38-54
    3.4.1 等效磁路法计算  38-39
    3.4.2 闭口槽的上比漏磁导拟合  39-44
    3.4.3 利用分层改进法提高槽漏抗计算精度  44-54
  3.5 本章小结  54-55
第四章异步起动永磁同步电机起动过程仿真  55-69
  4.1 基于仿真软件的异形槽电机的起动过程动态仿真  55-60
  4.2 仿真结果分析  60-68
  4.3 本章小结  68-69
第五章结论  69-70
参考文献  70-73
附录A 闭口梨形槽下比漏磁导计算  73-75
在学研究成果  75-76
致谢  76

异步起动永磁同步电动机起动转矩研究

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