【摘要】：近年來,帶式輸送機(jī)的應(yīng)用越來越廣泛,驅(qū)動電機(jī)作為電動滾筒的重要組件,其性能的好壞直接決定了帶式輸送機(jī)的傳輸質(zhì)量。電勵(lì)磁雙凸極電機(jī)是近幾年發(fā)展起來的一種特種電機(jī),其可以四象限運(yùn)行,勵(lì)磁源和繞組均在定子上,轉(zhuǎn)子無繞組,具有結(jié)構(gòu)簡單,控制靈活,運(yùn)行可靠耐高溫、功率密度高效率高等優(yōu)點(diǎn)。電勵(lì)磁雙凸極電機(jī)發(fā)電運(yùn)行時(shí)運(yùn)行只需要外接不控整流電路,電動工作時(shí)調(diào)速范圍很廣。本文在現(xiàn)有雙凸極電機(jī)研究成果的基礎(chǔ)上,針對電動滾筒驅(qū)動電機(jī),設(shè)計(jì)研制了一臺45kW24/16極結(jié)構(gòu)的三相電勵(lì)磁雙凸極電機(jī)。首先介紹了雙凸極電機(jī)的發(fā)展歷程以及研究現(xiàn)狀,簡單建立了電機(jī)的理想數(shù)學(xué)模型,并分析了其發(fā)電和電動工作原理,并提出了三相三狀態(tài)、三相六狀態(tài)等五種電動控制方式。其次針對電動滾筒驅(qū)動電機(jī),根據(jù)課題的技術(shù)指標(biāo),從結(jié)構(gòu)、尺寸等方面設(shè)計(jì)24/16極三相電勵(lì)磁雙凸極電機(jī)。采用二維有限元法建立仿真模型,對空載、發(fā)電負(fù)載和電動運(yùn)行等不同狀態(tài)進(jìn)行磁場分析。研究了電機(jī)磁場分布、氣隙磁密、電感等靜態(tài)特性以及電樞反應(yīng)效果,對電機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)的電流、磁鏈輸出轉(zhuǎn)矩等穩(wěn)態(tài)特性進(jìn)行了初步了研究,并對各種控制方式進(jìn)行了分析和比較,為雙凸極電機(jī)在工程實(shí)踐中更好地應(yīng)用提供一定的依據(jù)。轉(zhuǎn)矩脈動會引起電機(jī)的振動和噪聲,而電勵(lì)磁雙凸極電機(jī)作為一種磁阻電機(jī),轉(zhuǎn)矩脈動較大。課題從電機(jī)的齒槽轉(zhuǎn)矩和磁阻轉(zhuǎn)矩入手,探討減小電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動的方法。研究了減小轉(zhuǎn)子槽寬對電機(jī)靜態(tài)參數(shù)、發(fā)電特性和電動輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩脈動的影響,探討了采用H橋控制拓?fù)淇刂齐姍C(jī),對正負(fù)相電流分別限定不同的幅值,并加寬每一相的開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間的控制方法對減小電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動的貢獻(xiàn)。并研究分段式的電機(jī)結(jié)構(gòu)對電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的影響。根據(jù)本文設(shè)計(jì)的電機(jī)主要結(jié)構(gòu)參數(shù)制作了一臺樣機(jī),并測試了其發(fā)電以及電動運(yùn)行情況,驗(yàn)證是否達(dá)到性能要求。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TH222
【圖文】：

南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文對電機(jī)的穩(wěn)定性造成很大影響。同樣，若電功率因數(shù)也會降低。因此異步電機(jī)不適合作出用永磁電機(jī)取代異步電機(jī)[20,21]。永磁同步度較高，更重要的是其功率因數(shù)也不會因極統(tǒng)的永磁電機(jī)雖能實(shí)現(xiàn)低速大轉(zhuǎn)矩，但由于]，如氣隙磁密大小難以調(diào)節(jié)，難以進(jìn)行寬范因此永磁直驅(qū)式電機(jī)并不能完全取代傳統(tǒng)的內(nèi)外研究現(xiàn)狀變磁阻電機(jī)，定、轉(zhuǎn)子均為凸極齒槽結(jié)構(gòu)，組，定、轉(zhuǎn)子均是由硅鋼片疊制而成的。最早但直到 1992 年收到 T.A.Lipo 教授等人重視磁雙凸極電機(jī)，如圖 1.1 所示。此后，人們開析。

圖 1.4 永磁切向勵(lì)磁結(jié)構(gòu) 圖 1.5 永磁徑向勵(lì)磁結(jié)構(gòu)國內(nèi)最早對雙凸極電機(jī)的研究是東南大學(xué)程明教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行的，他們在經(jīng)過大量研分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證后，于 1999 年提出了一種 8/6 結(jié)構(gòu)的四相 DSPM[26-31]，如圖 1.6 所示，此電比相同尺寸的 6/4 極 DSPM 的功率密度更高，轉(zhuǎn)矩脈動更小。圖 1.6 8/6 極永磁雙凸極電機(jī)DSPM 采用永磁體為勵(lì)磁源，而一旦確定了永磁體，電機(jī)的氣隙磁場與勵(lì)磁磁勢均無法節(jié)，若電機(jī)發(fā)生故障，電機(jī)無法滅磁。并且永磁體存在高溫退磁等問題。當(dāng) DSPM 作發(fā)電機(jī)行時(shí)，調(diào)壓困難，必需外接可控整流器才可進(jìn)行調(diào)壓，同時(shí)電機(jī)也無法實(shí)現(xiàn)弱磁調(diào)速。若用磁繞組代替永磁體作為勵(lì)磁源，則可得到電勵(lì)磁雙凸極電機(jī)[32]。一種新型 DSEM 和 DSHEM

圖 1.4 永磁切向勵(lì)磁結(jié)構(gòu) 圖 1.5 永磁徑向勵(lì)磁結(jié)構(gòu)國內(nèi)最早對雙凸極電機(jī)的研究是東南大學(xué)程明教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行的，他們在經(jīng)過大量研分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證后，于 1999 年提出了一種 8/6 結(jié)構(gòu)的四相 DSPM[26-31]，如圖 1.6 所示，此電比相同尺寸的 6/4 極 DSPM 的功率密度更高，轉(zhuǎn)矩脈動更小。圖 1.6 8/6 極永磁雙凸極電機(jī)DSPM 采用永磁體為勵(lì)磁源，而一旦確定了永磁體，電機(jī)的氣隙磁場與勵(lì)磁磁勢均無法節(jié)，若電機(jī)發(fā)生故障，電機(jī)無法滅磁。并且永磁體存在高溫退磁等問題。當(dāng) DSPM 作發(fā)電機(jī)行時(shí)，調(diào)壓困難，必需外接可控整流器才可進(jìn)行調(diào)壓，同時(shí)電機(jī)也無法實(shí)現(xiàn)弱磁調(diào)速。若用磁繞組代替永磁體作為勵(lì)磁源，則可得到電勵(lì)磁雙凸極電機(jī)[32]。一種新型 DSEM 和 DSHEM

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張鑫;王秀和;楊玉波;魏蓓;;基于轉(zhuǎn)子齒兩側(cè)開槽的開關(guān)磁阻電機(jī)振動抑制方法研究[J];中國電機(jī)工程學(xué)報(bào);2015年06期

2 陳金剛;王強(qiáng);鞏方彬;;籠型三相異步電機(jī)主要故障簡析[J];電機(jī)與控制應(yīng)用;2012年06期

3 祝恩江;何雪;;淺析帶式輸送機(jī)驅(qū)動方式[J];露天采礦技術(shù);2012年02期

4 牛國亮;;電動滾筒常見故障分析與傳動裝置外置式滾筒的設(shè)計(jì)[J];機(jī)械工程師;2011年06期

5 秦海鴻;趙志英;龔春英;嚴(yán)仰光;;混合勵(lì)磁雙凸極電機(jī)模態(tài)分析方法(英文)[J];Transactions of Nanjing University of Aeronautics & Astronautics;2006年04期

6 花為;程明;D．Howe;;新型磁通切換型雙凸極永磁電機(jī)的靜態(tài)特性研究[J];中國電機(jī)工程學(xué)報(bào);2006年13期

7 林明耀,程明,周鶚;新型12/8極雙凸極變速永磁電機(jī)的設(shè)計(jì)與分析[J];東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2002年06期

8 孫強(qiáng),程明,周鶚,胡敏強(qiáng);雙凸極永磁電動機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動分析[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2002年05期

9 相蓉,周波,孟小利;雙凸極電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動的仿真研究[J];南京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào);2001年04期

10 程明,周鶚,黃秀留;雙凸極變速永磁電機(jī)的變結(jié)構(gòu)等效磁路模型[J];中國電機(jī)工程學(xué)報(bào);2001年05期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 秦海鴻;混合勵(lì)磁雙凸極電機(jī)基本性能研究[D];南京航空航天大學(xué);2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 袁彪;電動汽車用雙凸極輪轂電機(jī)最佳斜槽角度的研究[D];華南理工大學(xué);2015年

2 張康;異步電機(jī)矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)研究[D];蘭州交通大學(xué);2013年

3 矯鍵;低速大轉(zhuǎn)矩永磁同步電動機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2013年

4 紀(jì)梁洲;無刷雙饋電機(jī)的設(shè)計(jì)及其電感參數(shù)計(jì)算[D];華南理工大學(xué);2012年

5 翟良強(qiáng);鼠籠式異步電機(jī)狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷方法的研究[D];南華大學(xué);2012年

6 劉金亮;低速永磁直線電機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)及仿真[D];鄭州大學(xué);2012年

7 徐昆鵬;帶式輸送機(jī)滾筒通用設(shè)計(jì)方法研究[D];東北大學(xué);2009年

8 荊中金;低速大轉(zhuǎn)矩直接驅(qū)動永磁無刷電機(jī)研究[D];山東大學(xué);2008年

9 司俊德;帶式輸送機(jī)滾筒參數(shù)化有限元分析及拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)[D];吉林大學(xué);2008年

10 陳勇;低速永磁直線同步電機(jī)電磁場分析及仿真[D];鄭州大學(xué);2007年

本文編號：2753323