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磁场特性对永磁同步电机特性的影响研究

作　者: 史庆夫
导　师: 李勇
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 电机与电器
关键词: 永磁同步电机磁场分布 Halbach 优化设计经济性对比
分类号: TM341
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 134次
引　用: 2次
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内容摘要

永磁同步电机具有效率高、功率密度高、可靠性高、控制性好等优点,在国防、航空航天、计算设备、工程应用等领域获得了越来越广泛的应用。永磁同步电机的磁场结构随着转子磁钢排列方式的不同而有所区别。永磁同步电机比较常用的磁钢排列形式有SPM结构形式和IPM结构形式。而SPM结构永磁同步电机磁钢除了有常用的平行充磁方式、径向充磁方式外,还有一种比较特殊的充磁方式,这就是Halbach结构。本文将该种结构作为研究的对象之一。磁钢有不同的结构形式,每种结构形式又有不同的充磁方式,那么电机就会有不同的特性和各自的优缺点。本文着重分析了四种不同磁钢结构形式电机的磁场特性和电抗特性,并采用有限元仿真的方法对不同磁钢结构形式电机进行了仿真计算,主要分析各种结构形式永磁同步电机的磁场特性。本文对影响每种结构形式电机的主要性能参数进行了分析,得到了不同磁钢结构形式电机的设计规律。为设计生产这些结构形式的永磁同步电机提供了参考依据,具有重要的工程实践意义。论文对不同磁钢结构形式电机进行了磁场特性、主要参数、主要材料、经济性等方面的对比分析,通过数据的对比,得出了不同磁钢结构形式电机的特点,为电机的进一步优化提供参考依据。本文作了经济性和性价比的对比分析,为电机的实际生产提供参考依据。论文对普通SPM结构永磁同步电机、径向式IPM结构永磁同步电机和切向式IPM结构永磁同步电机进行了参数的测试,并对实验结果进行了分析,其实验规律与仿真效果基本一致,证明了仿真分析的正确性。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第1章绪论  7-14
  1.1 课题背景  7-9
  1.2 永磁同步电机的磁场结构分类  9-12
  1.3 本论文研究的意义和内容  12
  1.4 本论文的主要研究内容  12-14
第2章永磁同步电机的磁场结构与特点分析  14-25
  2.1 普通SPM结构永磁同步电机  14-18
  2.2 Halbach磁体结构永磁同步电机  18-21
  2.3 径向式IPM结构永磁同步电机  21-23
  2.4 切向式IPM结构永磁同步电机  23-24
  2.5 四种磁场结构的对比分析  24
  2.6 本章小结  24-25
第3章 Halbach结构永磁同步电机的优化设计  25-35
  3.1 主要尺寸设计及材料、参数的选择  25
  3.2 转子磁钢每极永磁体段数选择  25-31
  3.3 气隙长度的影响  31-33
  3.4 磁钢厚度的影响  33-34
  3.5 本章小结  34-35
第4章几种电机的性能优化及对比分析  35-49
  4.1 普通SPM结构永磁同步电机性能分析  35-39
  4.2 径向式IPM结构永磁同步电机的性能分析  39-43
  4.3 切向式IPM永磁同步电机的性能分析  43-46
  4.4 相同性能指标约束下的经济性比较  46-47
  4.5 本章小结  47-49
第5章永磁同步电机的实验研究  49-60
  5.1 引言  49
  5.2 普通SPM结构永磁同步电机的特性测试  49-53
  5.3 径向式IPM结构永磁同步电机的特性测试  53-57
  5.4 切向式IPM结构永磁同步电机的特性测试  57-59
  5.5 本章小结  59-60
结论  60-61
参考文献  61-64
致谢  64-65
攻读硕士学位期间发表的学术论文  65-66

磁场特性对永磁同步电机特性的影响研究

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