学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

实心转子异步制动电机设计方法研究

作　者: 陈金哲
导　师: 胡岩
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 电机与电器
关键词: 实心转子有限元法场路耦合端部系数电磁制动器
分类号: TM343
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 107次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

实心转子制动电机由实心转子异步电动机和电磁制动器组成。实心转子异步电动机的起动转矩大且起动电流小,适用于重载起动;转子热稳定性较好,可长时间处于制动状态;运行时的振动和磁噪声非常低;转子结构简单且坚固,可用作交流力矩电机或挖掘机的动力等,具有很好的应用前景。电磁制动器安装于电机端部,用来产生制动力矩,使电机可靠停转,以满足对运动设备的制动要求。由于实心转子异步电动机的效率和功率因数较低,以及设计方法不够完善,这种电机的应用和发展受到了一定的限制;而电磁制动器采用交流电源供电,除了会产生抖动之外,涡流的存在还将导致损耗较大,效率低下。因此,本文用基于有限元理论的场路耦合法分别对实心转子电动机内的涡流场及电磁制动器的磁场进行了深入分析,并对实心转子异步电动机的设计方法进行了深入研究和试验验证。首先,用透入深度法与多层理论法对实心转子异步电动机的设计方法进行了研究。分别用这两种方法计算了实心转子的参数,进而计算出电机的性能参数,将计算值与实验结果进行了比较和分析,总结出了透入深度法与多层理论法的适用范围。其次,建立了实心转子异步电动机的二维场路耦合有限元模型,对电机内的磁场及转子涡流进行了计算和分析。并提出了一种新的端部修正系数及修正方法,以考虑端部的影响,在磁场计算的基础上对二维场的计算结果进行修正,从而得出更加精确的电机参数。通过与实验数据的对比,证明了所提出的端部修正系数的精确性与修正方法的正确性。再次,提出了一种新结构的电磁制动器,建立了电磁制动器的二维场路耦合模型,对电磁制动器内的电磁场进行了计算。并对新、旧两种不同结构的电磁制动器的进行了对比分析,验证了本文所提出的新结构制动器具有更优越的性能。最后,研究并总结出了影响制动器电磁力与损耗的因素。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
第一章绪论  11-18
  1.1 课题背景  11-12
  1.2 课题意义  12-13
  1.3 国内外发展现状  13-16
  1.4 课题的主要研究方法及研究内容  16-18
    1.4.1 实心转子异步电动机的设计  16-17
    1.4.2 电磁制动器的有限元分析  17-18
第二章透入深度法与多层理论法研究实心转子异步电机的设计  18-33
  2.1 引言  18
  2.2 应用透入深度法对转子参数进行分析和计算  18-26
    2.2.1 等效电路及计算原理  18-20
    2.2.2 计算步骤  20-22
    2.2.3 计算结果分析  22-26
  2.3 应用多层理论法对转子参数进行分析和计算  26-32
    2.3.1 计算原理及基本假设  26-29
    2.3.2 计算步骤  29-30
    2.3.3 计算结果分析  30-32
  2.4 本章小结  32-33
第三章场路耦合法研究实心转子异步电机的设计  33-59
  3.1 引言  33
  3.2 实心转子异步电动机的场路耦合数学模型  33-36
    3.2.1 基本假定  33
    3.2.2 二维非线性正弦涡流场的边界条件和基本方程  33-35
    3.2.3 二维场路耦合方程  35-36
  3.3 电磁转矩的计算  36-37
    3.3.1 基于麦克斯韦应力张量法的电磁转矩计算  36-37
    3.3.2 基于虚功原理的电磁转矩计算  37
  3.4 转子材料的选择  37-39
  3.5 电机内的电磁场计算及分析  39-51
    3.5.1 有限元网格的特殊处理  39
    3.5.2 转子磁场与涡流的分析  39-51
  3.6 端部效应的分析与处理  51-55
    3.6.1 修正方法的论述  51-53
    3.6.2 端部系数的提出  53-55
  3.7 计算结果的分析处理与实验验证  55-58
  3.8 本章小结  58-59
第四章电磁制动器的场路耦合有限元分析  59-76
  4.1 引言  59-60
  4.2 电磁制动器的场路耦合数学模型  60-62
    4.2.1 基本假定  60
    4.2.2 二维非线性正弦电磁场的边界条件和基本方程  60-61
    4.2.3 二维场路耦合方程  61-62
  4.3 电磁力的计算  62-63
    4.3.1 基于麦克斯韦应力张量法的电磁力计算  62-63
    4.3.2 基于虚功原理的电磁力计算  63
  4.4 电磁制动器内的磁场计算及分析  63-73
    4.4.1 有铆钉时的磁场分析  63-70
    4.4.2 无铆钉时的磁场分析  70-73
  4.5 制动力矩的计算  73-74
  4.6 本章小结  74-76
第五章结论  76-78
  5.1 全文总结  76-77
  5.2 研究工作展望  77-78
参考文献  78-81
附录A 实心转子异步电动机电磁计算程序  81-91
在学研究成果  91-92
致谢  92

实心转子异步制动电机设计方法研究

内容摘要

全文目录

相似论文