調(diào)速永磁同步電動(dòng)機(jī)系列化設(shè)計(jì)新方法的研究.pdf

1、調(diào)速永磁同步電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高、功率密度高以及動(dòng)態(tài)性能良好等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)、商業(yè)電器、運(yùn)輸車(chē)輛、航空等領(lǐng)域得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。研究調(diào)速永磁同步電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)方法，開(kāi)發(fā)高效、標(biāo)準(zhǔn)、系列化的調(diào)速永磁同步電動(dòng)機(jī)，具有重要的科研意義和應(yīng)用價(jià)值。
　　目前，調(diào)速永磁同步電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)主要參照感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的規(guī)格進(jìn)行設(shè)計(jì)。對(duì)于同一機(jī)座，由于電機(jī)功率、極數(shù)、槽數(shù)等的不同，定、轉(zhuǎn)子沖片也不同，造成電機(jī)沖片規(guī)格繁多，給電機(jī)的設(shè)計(jì)、制造、使用和維護(hù)

2、帶來(lái)很多不便。為縮短電機(jī)的設(shè)計(jì)和試制周期，減少模具數(shù)量，提高零部件的通用性，降低制造和維護(hù)成本，本文提出一種調(diào)速永磁同步電動(dòng)機(jī)系列化設(shè)計(jì)的新構(gòu)想，即:對(duì)同一機(jī)座號(hào)的電機(jī)，選用相同的極數(shù)和槽數(shù)，并采用相同尺寸的定轉(zhuǎn)子沖片;電機(jī)轉(zhuǎn)速不同，則供電頻率不同。基于此構(gòu)想，本文圍繞內(nèi)置式永磁同步電動(dòng)機(jī)的本體設(shè)計(jì)進(jìn)行了系統(tǒng)研究，主要工作和取得的成果如下:
　　1)電機(jī)電磁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究。本文對(duì)調(diào)速永磁同步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，選擇V型結(jié)構(gòu)作

3、為系列電機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu);對(duì)比了極數(shù)對(duì)電機(jī)結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)性的影響，確定了系列電機(jī)的極數(shù)為6;從鐵耗密度的角度，給出了系列電機(jī)鐵心磁密的確定原則，并進(jìn)行了永磁體的設(shè)計(jì);分析了不均勻氣隙對(duì)電機(jī)氣隙磁密分布、空載反電勢(shì)和齒槽轉(zhuǎn)矩等的影響;提出了一種內(nèi)置式永磁電機(jī)漏磁系數(shù)解析計(jì)算方法，并與有限元法計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了本文方法的準(zhǔn)確性。
　　2)內(nèi)置式永磁電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩分析、計(jì)算與削弱的研究。本文采用解析法分析了內(nèi)置式永磁電機(jī)的齒槽轉(zhuǎn)矩，鑒于解析

4、法計(jì)算準(zhǔn)確度差，有限元法計(jì)算量大、計(jì)算周期長(zhǎng)的特點(diǎn)，提出了一種齒槽轉(zhuǎn)矩快速準(zhǔn)確計(jì)算方法。該方法基于能量法推導(dǎo)了齒槽轉(zhuǎn)矩的解析表達(dá)式，對(duì)計(jì)算所需的傅里葉系數(shù)則采用有限元法求取。通過(guò)有限元法求取不同結(jié)構(gòu)的氣隙磁密分布，據(jù)此計(jì)算出轉(zhuǎn)子等效磁動(dòng)勢(shì)和有效氣隙長(zhǎng)度的分布，進(jìn)而求出傅里葉系數(shù)，代入解析公式即可快速準(zhǔn)確地計(jì)算出齒槽轉(zhuǎn)矩;本文對(duì)內(nèi)置式永磁電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩的削弱措施進(jìn)行了研究，主要分析了合理選擇極弧系數(shù)和采用不同極弧系數(shù)組合等方法。