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高效率抽油烟机用无刷直流电动机

作　者: 郑鑫
导　师: 黄开胜
学　校: 广东工业大学
专　业: 电机与电器
关键词: 抽油烟机无刷直流电动机效率分数槽集中绕组拼块式电枢 ANSYS Maxwell 有限元分析
分类号: TM33
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 54次
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内容摘要

本论文设计、分析并试制了WSZ80A高效率抽油烟机用无刷直流电动机。首先,对WSZ8OA无刷直流电动机进行了整体设计。绕组采用节距为1的分数槽集中绕组,此种绕组各个线圈端部没有重叠,不必设相间绝缘,并且缩短了端部长度,使得电动机绕组的电阻减小,铜损随之降低,有利于提高电动机的效率。定子冲片采用拼块式冲片,特点是将每个定子齿单独作为一块定子冲片,然后再拼合成整个电枢。对于本机来说,电枢材料节约了40%。其次,对电机性能影响比较大的几个重要参数(计算极弧系数,空载漏磁系数,铁心计算长度等)进行了设计前的预估,并用ANSYS公司的Maxwell软件仿真计算,此种场路结合的设计方法比传统的磁路法设计效率更高,也使得样机试制前的计算更加准确。再次,采用ANSYS公司的Maxwell软件建立了电机的二维有限元模型,分别对电动机空载和满载时的启动与稳定过程进行了仿真,结果表明了电动机设计的合理性。最后,进行了样机的试制。WSZ80A样机额定电压300V,输出功率80W,在满足其他性能指标的情况下,与同功率的单相异步电动机相比(目前抽油烟机用电动机大多采用单相异步电动机),效率由40%提高到78.6%,节电率提高了48.2%。结果表明,此电动机可以代替传统的单相异步电动机,并可以作为WSZ系列电动机的设计指导。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第一章绪论  10-18
  1.1 抽油烟机及抽油烟机用电动机  10-12
    1.1.1 抽油烟机  10-11
    1.1.2 抽油烟机用电动机  11-12
  1.2 课题研究的背景与意义  12-14
  1.3 无刷直流电动机  14-16
    1.3.1 永磁材料的发展  14-15
    1.3.2 无刷直流电动机的现状与发展  15
    1.3.3 无刷直流电动机在白色家电中的应用  15-16
  1.4 无刷直流电动机在研究中存在的主要问题  16-17
  1.5 论文的主要研究内容  17-18
第二章无刷直流电动机基本理论  18-26
  2.1 无刷直流电动机的结构  18-20
    2.1.1 本体结构  18-19
    2.1.2 转子位置传感器  19-20
    2.1.3 电路形式  20
  2.2 无刷直流电动机的特点  20-21
  2.3 基本运行原理  21-25
  2.4 本章小结  25-26
第三章抽油烟机用无刷直流电动机设计  26-44
  3.1 无刷直流电动机的数学模型及场路耦合模型  26-31
    3.1.1 数学模型  26-27
    3.1.2 场路耦合模型  27-31
  3.2. 电动机设计特点  31
  3.3 电动机设计  31-43
    3.3.1 主要尺寸的确定  31-32
    3.3.2 绕组与定子槽的设计  32-35
    3.3.3 永磁体的设计  35-38
    3.3.4 拼块式定子冲片结构设计  38-40
    3.3.5 磁路修正系数计算  40-42
    3.3.6 电路、性能计算  42-43
  3.4 本章小结  43-44
第四章 MAXWELL电磁场计算与分析  44-62
  4.1 MAXWELL  44
  4.2 MAXWELL RMXPRT计算  44-48
  4.3 MAXWELL 2D分析  48-58
    4.3.1 Maxwell 2D建模  48-51
    4.3.2 静态场分析  51-53
    4.3.3 瞬态场分析  53-58
  4.4 样机计算与试制结果  58-61
  4.5 本章小结  61-62
总结与展望  62-64
参考文献  64-67
攻读硕士期间发表的论文  67-69
致谢  69

高效率抽油烟机用无刷直流电动机

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