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大型永磁牵引电机的设计与理论研究

作　者: 饶靖
导　师: 曲荣海
学　校: 华中科技大学
专　业: 电机与电器
关键词: 电力牵引永磁电机电磁性能温度场机械应力
分类号: TM922.71
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 13次
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内容摘要

近年，轨道交通在全球迅猛发展。在中国，高速铁路已经在短途旅行中体现出了它快捷、方便、安全的优势。地铁交通也在越来越多的城市建设完成，地铁的实行，大大降低了其它交通工具，例如公共汽车的压力。在能源危机问题日益严重，环境保护呼声日益响亮之际，节能、环保的电机牵引技术已经显然更适应发展的需求。同时永磁牵引电机还有着其他牵引电机无法比拟的优势，所以，当下永磁牵引电机技术的研究是顺应时代发展的，也是未来轨道交通牵引技术发展的必然趋势。我们首先要根据电机的基本要求，查阅相关文献和参考资料，确定电机的基本参数和设计目标，然后根据相关资料，确定电机的基本结构，包括极槽数，定子结构，转子结构，并根据这个初始方案进行有限元仿真，比较计算结果和目标要求，并进行迭代重复计算，使设计结果满足要求。电磁设计分析主要包括空载特性分析，带载特性分析，过载特性分析，短路特性分析，弱磁分析。根据初步的电磁性能分析，进行电机结构优化，包括极槽配合，电机长径比，定转子半径，定子结构，转子结构，首先寻求满足我们要求的结构，然后进一步在满足要求的条件下，降低成本，提高运行特性。并对于各个参数引起的变化进行理论分析。当计算完电磁方案之后，我们需要校核电机的温度场和硅钢片的机械应力，因牵引电机安装环境的要求，该牵引电机会具有较大的热负荷，所以冷却设计显得尤为重要。另一方面硅钢片是否能满足电机高速运行时的离心力的要求需要进行校核。当温度场的分析和机械应力的计算无法满足要求时，我们需要修改电磁方案，然后校核温度场和机械应力，如此重复，直到各个方面都满足要求。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
1 绪论  8-15
  1.1 课题研究背景及意义  8-10
  1.2 国内外研究现状  10-13
  1.3 主要研究内容  13-15
2 材料选择  15-21
  2.1 磁性原理与材料分类  15-16
  2.2 永磁材料的选择  16-19
  2.3 铁心材料的选择  19-20
  2.4 本章小结  20-21
3 电机转子结构选择  21-30
  3.1 永磁电机类型  21
  3.2 基本原理  21-23
  3.3 内置式永磁电机  23-25
  3.4 表贴式永磁  25-28
  3.5 内置式永磁电机结构  28
  3.6 本章小结  28-30
4 极槽设计  30-44
  4.1 分数槽集中绕组  30-38
  4.2 整数槽分布式绕组  38-43
  4.3 本章小节  43-44
5 定转子结构的设计优化  44-65
  5.1 电机长径比的优化  44-49
  5.2 定转子尺寸比的优化  49-53
  5.3 定子槽型的优化  53-56
  5.4 转子结构的优化  56-64
  5.5 本章小结  64-65
6 短路特性分析  65-69
  6.1 三相对称短路电流分析  65-68
  6.2 三相对称短路时的去磁分析  68
  6.3 本章小结  68-69
7 温度场和机械应力分析  69-73
  7.1 温度特性  69-71
  7.2 机械强度  71-72
  7.3 本章小结  72-73
8 总结及展望  73-74
致谢  74-75
参考文献  75-78

大型永磁牵引电机的设计与理论研究

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