發(fā)布時間：2020-07-13 10:12

【摘要】：近年來,帶式輸送機的應(yīng)用越來越廣泛,驅(qū)動電機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的傳輸質(zhì)量。電勵磁雙凸極電機是近幾年發(fā)展起來的一種特種電機,其可以四象限運行,勵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,運行可靠耐高溫、功率密度高效率高等優(yōu)點。電勵磁雙凸極電機發(fā)電運行時運行只需要外接不控整流電路,電動工作時調(diào)速范圍很廣。本文在現(xiàn)有雙凸極電機研究成果的基礎(chǔ)上,針對電動滾筒驅(qū)動電機,設(shè)計研制了一臺45kW24/16極結(jié)構(gòu)的三相電勵磁雙凸極電機。首先介紹了雙凸極電機的發(fā)展歷程以及研究現(xiàn)狀,簡單建立了電機的理想數(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,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24/16極三相電勵磁雙凸極電機。采用二維有限元法建立仿真模型,對空載、發(fā)電負(fù)載和電動運行等不同狀態(tài)進(jìn)行磁場分析。研究了電機磁場分布、氣隙磁密、電感等靜態(tài)特性以及電樞反應(yīng)效果,對電機穩(wěn)態(tài)運行時的電流、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,為雙凸極電機在工程實踐中更好地應(yīng)用提供一定的依據(jù)。轉(zhuǎn)矩脈動會引起電機的振動和噪聲,而電勵磁雙凸極電機作為一種磁阻電機,轉(zhuǎn)矩脈動較大。課題從電機的齒槽轉(zhuǎn)矩和磁阻轉(zhuǎn)矩入手,探討減小電機轉(zhuǎn)矩脈動的方法。研究了減小轉(zhuǎn)子槽寬對電機靜態(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,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)通時間的控制方法對減小電機轉(zhuǎn)矩脈動的貢獻(xiàn)。并研究分段式的電機結(jié)構(gòu)對電機輸出轉(zhuǎn)矩的影響。根據(jù)本文設(shè)計的電機主要結(jié)構(gòu)參數(shù)制作了一臺樣機,并測試了其發(fā)電以及電動運行情況,驗證是否達(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。因此異步電機不適合作出用永磁電機取代異步電機[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)的永磁電機雖能實現(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)式電機并不能完全取代傳統(tǒng)的內(nèi)外研究現(xiàn)狀變磁阻電機，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，如圖 1.1 所示。此后，人們開析。

圖 1.4 永磁切向勵磁結(jié)構(gòu) 圖 1.5 永磁徑向勵磁結(jié)構(gòu)國內(nèi)最早對雙凸極電機的研究是東南大學(xué)程明教授帶領(lǐng)團隊進(jìn)行的，他們在經(jīng)過大量研分析和實驗驗證后，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DSPM 采用永磁體為勵磁源，而一旦確定了永磁體，電機的氣隙磁場與勵磁磁勢均無法節(jié)，若電機發(fā)生故障，電機無法滅磁。并且永磁體存在高溫退磁等問題。當(dāng) DSPM 作發(fā)電機行時，調(diào)壓困難，必需外接可控整流器才可進(jìn)行調(diào)壓，同時電機也無法實現(xiàn)弱磁調(diào)速。若用磁繞組代替永磁體作為勵磁源，則可得到電勵磁雙凸極電機[32]。一種新型 DSEM 和 DSHEM

圖 1.4 永磁切向勵磁結(jié)構(gòu) 圖 1.5 永磁徑向勵磁結(jié)構(gòu)國內(nèi)最早對雙凸極電機的研究是東南大學(xué)程明教授帶領(lǐng)團隊進(jìn)行的，他們在經(jīng)過大量研分析和實驗驗證后，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DSPM 采用永磁體為勵磁源，而一旦確定了永磁體，電機的氣隙磁場與勵磁磁勢均無法節(jié)，若電機發(fā)生故障，電機無法滅磁。并且永磁體存在高溫退磁等問題。當(dāng) DSPM 作發(fā)電機行時，調(diào)壓困難，必需外接可控整流器才可進(jìn)行調(diào)壓，同時電機也無法實現(xiàn)弱磁調(diào)速。若用磁繞組代替永磁體作為勵磁源，則可得到電勵磁雙凸極電機[32]。一種新型 DSEM 和 DSHEM

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2753323