不同结构自起动永磁同步电动机的损耗研究

论文摘要

为了研究自起动永磁同步电动机采用不同结构对损耗的影响,得到降低电机损耗的措施,本文首先以一台22kW自起动永磁同步电动机为例,在空载及负载工况下,对比分析了磁路法和时步有限元法在获取运行特性和损耗分布等方面的优势和不足,通过与实测结果对比说明了有限元方法更为可靠。然后使用时步有限元方法,分别研究了转子导条不同材料、气隙长度与磁钢厚度不同配合、均匀气隙与非均气隙、磁性槽楔与非磁性槽楔等条件下,自起动永磁同步电动机不同工况下的铜耗和铁芯损耗分布特点。研究表明自起动永磁同步电动机的损耗受多种因素影响,若要降低损耗需协调采用多方面改进措施。最后,综合考虑不同结构方案的运行特性,得到了一种使用非均匀气隙,且气隙长度适中,磁钢厚度合理,使用磁性槽楔的新结构方案。该改进方案兼顾了高效节能及降低成本的要求,具有较高实用价值,为高效节能的永磁电机结构设计提供了参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景及其意义
• 1.2 自起动永磁同步电动机的损耗研究现状及发展趋势
• 1.2.1 磁路法计算
• 1.2.2 数值法计算
• 1.3 本文的主要研究内容
• 第二章 永磁电机损耗计算模型
• 2.1 基于等效磁路的损耗分析方法
• 2.1.1 电机损耗计算
• 2.1.2 铜耗计算模型
• 2.1.3 铁耗计算模型
• 2.2 基于有限元的损耗分析方法
• 2.2.1 时步有限元基本理论
• 2.2.2 铜耗计算模型
• 2.2.3 铁耗计算模型
• 2.2.4 Ansys Maxwell软件的损耗模型处理
• 2.3 本章小结
• 第三章 永磁电机不同分析方法及损耗分布研究
• 3.1 样机基本尺寸参数
• 3.2 性能计算与测试
• 3.2.1 磁路法计算
• 3.2.2 有限元法计算
• 3.3 永磁电机损耗分布特点
• 3.3.1 空载
• 3.3.2 负载
• 3.4 本章小结
• 第四章 永磁电机损耗影响因素分析
• 4.1 影响永磁电机起动与运行的因素
• 4.2 不同结构运行特性分析
• 4.2.1 转子导条不同材料
• 4.2.2 定子槽楔不同材料
• 4.2.3 气隙长度与磁钢厚度不同配合
• 4.2.4 非均匀气隙处理
• 4.3 改进方案
• 4.4 本章小结
• 第五章 永磁电机性能测试
• 5.1 测试方法
• 5.2 空载测试
• 5.3 负载测试
• 5.3.1 起动特性
• 5.3.2 运行特性
• 5.4 测试对比
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 有待进一步完成的工作
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及参加科研工作
• 致谢