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被动磁悬浮单相自起动永磁电动机的研究

作　者: 王晓鹏
导　师: 王凤翔
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 电机与电器
关键词: U型单相电机定位转矩初始相位角被动磁悬浮
分类号: TM341
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

U型单相自起动永磁同步电动机的起动问题一直是业界关注的难题,它特殊的U型定子片结构与一般的圆形定子片结构在外形上有很大的区别,由于它主要依靠定转子不对称气隙实现电机的自起动,而一般的单相永磁电机需要加入电容或电感造成相位差形成旋转磁场,在转子外侧加笼形绕组实现自起动。本文详尽分析了U型单相自起动永磁同步电动机的结构、性能,并在轴承端采用被动磁轴承,将该类型电机与磁悬浮技术应用于人工心脏,并探索其可行性。由于电机的起动主要依靠电机的不对称的气隙结构,在电机通电时有一个起动转矩,而这个起动转矩的大小与定位转矩有直接关系,本课题对几种不对称结构下的定位转矩进行了详尽的分析,首先阐明均匀气隙下无自起动功能,然后对不对称气隙下两种结构:不同定子圆半径构成的不对称结构与定子片开槽的不对称结构进行转矩分析,不同气隙厚度对定位转矩的影响等都加以阐述。该类型电机的自起动方式与一般的单相永磁电机不同,用有限元软件对磁密分布、磁阻分析,初始相位角分析后,再应用Matlab软件对电机的起动性能如:起动电流,起动转矩等方面进行仿真。此外,由于轴承部分采用被动磁轴承,本文用一章的篇幅详尽分析了主要由三组磁环构成的被动磁轴承,包括轴向磁化径向斥力型轴承和轴向磁化轴向斥力型轴承,应用有限元软件对被动磁轴承径向力与轴向力进行分析,并绘制了曲线,为设计出更好的被动磁悬浮轴承奠定了一定的基础。最后本研究还试制U型电机样机,定子绕组为人工缠绕,在进行了电机运行实验后,测出其起动电流等波形,结果表明,该单相电机运行的轨迹与仿真结果一致。

被动磁悬浮单相自起动永磁电动机的研究

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