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磁通反向电机齿槽转矩的削弱及其对电磁转矩影响

作　者: 寻志伟
导　师: 陈益广
学　校: 天津大学
专　业: 电机与电器
关键词: 磁通反向电机齿槽转矩电磁转矩永磁电机有限元法
分类号: TM351
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 107次
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内容摘要

磁通反向电机是一种特殊的双凸极永磁电机。但是,现阶段对磁通反向电机的研究还不全面,不论是其结构还是性能都还存在一些不足,这都制约着磁通反向电机的进一步发展,其中齿槽转矩较大就是令人关注的问题之一。对齿槽转矩的削弱方法虽然已做了一些研究,并能较好的削弱齿槽转矩,但是这些方法仍然有一定的缺陷,在生产中很难得到实际应用。本文主要研究如何削弱磁通反向电机的齿槽转矩,以及在齿槽转矩削弱的同时对电磁转矩产生的影响。在充分考虑磁通反向电机的特点和已有研究成果基础上,提出利用转子大小齿间隔加分段结构削弱磁通反向电机齿槽转矩。此方法利用齿槽转矩随转子极弧宽度变化的规律,使两段转子产生的齿槽转矩相位相反,合成后的齿槽转矩大大削弱。运用有限元法分析电机电磁场,比较磁通反向电机的齿槽转矩和电磁转矩的变化趋势,确定削弱齿槽转矩的原则是:在削弱齿槽转矩的同时尽量不削弱电机出力,并且力图电磁转矩平稳。首先,在分析转子极弧对电机齿槽转矩影响以及磁通反向电机的齿槽转矩谐波成分的基础上,找出了磁通反向电机齿槽转矩随转子极弧宽度周期性变化的规律。然后,提出了转子大小齿间隔加分段的方法来削弱磁通反向电机的齿槽转矩。通过有限元法计算了采用转子大小齿间隔加分段前后的齿槽转矩和电磁转矩,分析比较证明本方法能够有效地削弱磁通反向电机的齿槽转矩。分别分析了电机负载时转子大齿变化与小齿变化对电磁转矩的影响,证明本方法对电磁转矩的不利影响较小,是可行的。

全文目录

中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-16
  1.1 磁通反向电机的发展背景  7-11
    1.1.1 无刷直流电机的发展  7-8
    1.1.2 双凸极永磁电机的提出  8-11
    1.1.3 磁通反向电机结构的提出  11
  1.2 磁通反向电机的特点和应用前景  11-13
    1.2.1 磁通反向电机的主要特点  11-12
    1.2.2 磁通反向电机的应用前景  12-13
  1.3 磁通反向电机的研究现状  13-14
  1.4 本课题的意义和主要研究内容  14-16
    1.4.1 本课题的研究方法和意义  14-15
    1.4.2 课题研究的主要内容  15-16
第二章电机电磁场有限元分析  16-30
  2.1 电机电磁场理论  16-21
    2.1.1 电机电磁场基本方程  16-19
    2.1.2 边界条件与交界条件  19-21
  2.2 电机电磁场分析方法  21-23
  2.3 电磁场有限元分析方法  23-28
    2.3.1 有限元分析原理  23-24
    2.3.2 有限元分析的过程和求解  24-28
  2.4 有限元分析工具  28-30
第三章磁通反向电机的工作原理与数学模型  30-36
  3.1 磁通反向电机的工作原理  30-33
    3.1.1 磁通反向原理  30-32
    3.1.2 负载运行  32-33
  3.2 磁通反向电机的数学模型  33-36
第四章磁通反向电机齿槽转矩的削弱及其对电磁转矩影响  36-59
  4.1 永磁体的性能  36-38
  4.2 磁通反向电机的电磁场有限元分析  38-42
    4.2.1 有限元模型建立  38-40
    4.2.2 求解过程  40-42
  4.3 磁通反向电机齿槽转矩的削弱及其对电磁转矩影响  42-59
    4.3.1 齿槽转矩的计算方法  42-46
    4.3.2 现有齿槽转矩的削弱方法  46-49
    4.3.3 一种新的齿槽转矩削弱方法  49-53
    4.3.4 齿槽削弱对电磁转矩的影响  53-59
第五章结论  59-61
参考文献  61-64
致谢  64

磁通反向电机齿槽转矩的削弱及其对电磁转矩影响

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