学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

热声发电系统新型直线发电机设计与热计算

作　者: 赵志强
导　师: 夏加宽
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 电机与电器
关键词: 热声发电系统 直线发电机 Halbach永磁阵列 有限元分析 热计算
分类号: TM351
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 82次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


热声发电技术是一种新型的能源利用方式,该技术可以利用多种低品质热源,具有热源适应性好、效率高、结构简单、使用寿命长的特点。只要热声发动机冷热两端的温度差达到临界温度,就会产生声波振荡,通过直线发电机实现“声—电”转化。本文的主要工作就是设计一种能够匹配热声发动机运行频率高、振幅小等特点的永磁直线发电机,并对相关电机参数进行计算分析。首先,介绍了热声发电技术的国内外研究现状,以及Halbach永磁阵列电机研究情况,Halbach永磁阵列是将不同充磁方向的永磁体按照一定的规律组合起来,形成一种新的磁极结构形式,具有自屏蔽效应,可以使得磁场一边磁场得到加强,另一边磁场得到减弱,不仅有利于提高气隙磁通密度和气隙磁密波形的正弦性,而且能够降低动子轭部的损耗,提高效率。然后,分析了热声发电系统的结构组成和工作原理,对几种常用的直线发电机进行了分析比较,根据热声发电系统的特点,发电机采用圆筒型永磁直线发电机。其次,本文所设计的永磁直线发电机定子采用圆筒型结构,动子上的永磁体采用Halbach阵列,对直线发电机进行了电磁设计,确定了电机的主要尺寸,并就电磁负荷、永磁体、绕组的选择进行了详细的论述。再次,对设计的直线发电机进行了电磁场分析,研究了空载运行时的磁场分布情况,计算出空载反电动势的有效值;发电机负载运行时,分析计算了铜耗、铁耗、效率和功率密度等性能参数。最后,建立了永磁直线发电机三维温度场的数学模型及有限元模型,对所设计的永磁直线发电机在额定运行状态下的温升进行计算,总结发电机的温度分布规律,指导发电机设计。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章 绪论  10-18
  1.1 课题来源  10
  1.2 课题背景及研究意义  10-12
  1.3 国内外研究状况  12-17
    1.3.1 热声发电技术的国内外研究现状  12-15
    1.3.2 Halbach永磁阵列电机国内外研究现状  15-17
  1.4 论文的主要内容  17-18
第二章 永磁直线发电机基本原理和数值分析方法  18-29
  2.1 热声发电系统的组成和工作原理  18-19
    2.1.1 热声发电系统结构  18
    2.1.2 热声发电的工作原理  18-19
  2.2 直线发电机基本理论和工作原理  19-21
    2.2.1 永磁直线发电机的结构和工作原理  19-20
    2.2.2 永磁直线发电机的特点  20-21
  2.3 直线发电机分类  21-23
  2.4 电磁场数值分析方法  23-28
    2.4.1 电磁场的变分表述  23-25
    2.4.2 剖分插值  25-26
    2.4.3 单元分析  26-27
    2.4.4 总体合成  27-28
    2.4.5 求解方程组  28
  2.5 本章小结  28-29
第三章 新型永磁直线发电机的结构设计和电磁计算  29-50
  3.1 永磁直线发电机的主要技术参数  29
  3.2 永磁直线发电机的结构设计  29-35
    3.2.1 总体结构设计  29-31
    3.2.2 定子结构  31-32
    3.2.3 动子结构  32-35
  3.3 永磁直线发电机的电磁设计  35-48
    3.3.1 主要尺寸的确定  35
    3.3.2 电磁负荷的选择  35-36
    3.3.3 永磁体的选择  36-46
    3.3.4 绕组的选择  46-47
    3.3.5 磁路计算  47-48
  3.4 计算结果  48-49
  3.5 本章小结  49-50
第四章 新型永磁直线发电机的磁场分析  50-68
  4.1 新型永磁直线发电机分析模型的建立  50-52
  4.2 空载时磁场分析计算  52-62
    4.2.1 空载磁场分布情况  53-58
    4.2.2 空载反电动势的计算  58-62
  4.3 发电机性能参数计算  62-67
    4.3.1 发电机铜耗计算  63-64
    4.3.2 发电机铁耗计算  64-66
    4.3.3 电机效率和功率密度计算  66-67
  4.4 本章小结  67-68
第五章 新型永磁直线发电机热计算研究  68-77
  5.1 永磁直线发电机三维温度场分析方法  68-71
    5.1.1 永磁直线发电机温度场计算的假定和等效处理  68-69
    5.1.2 永磁直线发电机温度场计算模型的建立  69-71
  5.2 永磁直线发电机三维温度场计算  71-75
  5.3 本章小结  75-77
第六章 结论  77-78
参考文献  78-80
在学研究成果  80-81
致谢  81

相似论文

  1. 混粉电火花成型机主机系统及工艺试验的研究,TG661
  2. 电火花加工中的电极损耗机理及控制研究,TG661
  3. 常温低温组合密封结构的有限元分析与优化设计,TH136
  4. 个性化人工膝关节设计及其生物力学特性研究,R318.1
  5. 电子产品质量监控测试设备设计,TN06
  6. 多针内固定治疗跟骨骨折的有限元分析,R687.3
  7. 机载雷达天线座快速设计系统的研究与开发,TN959.73
  8. 深水软管滚筒驱动装置结构及液压系统的研究,TE973
  9. 磁流变阻尼器的力学特性及其在火炮反后坐中的应用研究,TB535.1
  10. 某舰炮转弹机非线性结构动力学分析及优化设计,TJ391
  11. 钢管自动组对机设计与分析,U673.38
  12. 500MPa级细晶粒钢筋混凝土梁抗剪性能研究,TU375.1
  13. 大跨钢结构施工卸载过程力学分析,TU391
  14. CRH2-300型动车组M1车有限元分析及舒适性,U266
  15. 伸缩式沥青洒布系统的研制,U415.524
  16. 基于SolidWorks的板料成形仿真后置处理系统的开发,TP391.72
  17. 典型精冲凸模的失效分析及结构优化,TG385.2
  18. 2000KN热成形伺服压力机结构设计,TG385
  19. 功率框架铝丝键合失效与AOI检查,TG441
  20. 基于设计波法的舰船整船有限元强度分析,U674.70
  21. 高性能剪切钢板阻尼器的性能模拟分析与试验研究,TU352.1

中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电机 > 特殊电机 > 永磁电机
© 2012 www.xueweilunwen.com